EA003315B1 - System for producing de-watered oil from an underground formation - Google Patents

System for producing de-watered oil from an underground formation Download PDF

Info

Publication number
EA003315B1
EA003315B1 EA200200669A EA200200669A EA003315B1 EA 003315 B1 EA003315 B1 EA 003315B1 EA 200200669 A EA200200669 A EA 200200669A EA 200200669 A EA200200669 A EA 200200669A EA 003315 B1 EA003315 B1 EA 003315B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
fluid
well
oil
separator
Prior art date
Application number
EA200200669A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200200669A1 (en
Inventor
Хуго Герардус Полдерман
Паулус Хенрикус Йоаннес Вербек
Елле Сипке Баума
Эрик Йоханнес Пейк
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of EA200200669A1 publication Critical patent/EA200200669A1/en
Publication of EA003315B1 publication Critical patent/EA003315B1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/38Arrangements for separating materials produced by the well in the well
    • E21B43/385Arrangements for separating materials produced by the well in the well by reinjecting the separated materials into an earth formation in the same well
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0035Apparatus or methods for multilateral well technology, e.g. for the completion of or workover on wells with one or more lateral branches
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/30Specific pattern of wells, e.g. optimizing the spacing of wells
    • E21B43/305Specific pattern of wells, e.g. optimizing the spacing of wells comprising at least one inclined or horizontal well

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Removal Of Floating Material (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

1. System for producing de-watered oil from an underground formation to the surface, which system comprises -a production well extending downwardly from the surface and having an inlet below the surface; -a reception well penetrating the underground formation and capable of receiving well fluid therefrom, wherein the downstream part of the reception well comprises a substantially horizontal or inclined section for primary oil/water separation of the well fluid ; -a water discharge system having an upstream end that is capable of receiving during normal operation liquid from the lower region of the downstream part of the reception well; and -a secondary underground oil/water separator, characterised in that the secondary separator has an upstream end that is capable of receiving during normal operation liquid from the upper region of the downstream part of the reception well, the secondary separator having an outlet for de-watered oil that is in fluid communication with the inlet of the production well and an outlet for a water-enriched component that is in fluid communication with the water discharge system. 2. System according to claim 1, wherein the water discharge system comprises means to inject the liquid from the lower region and the water-enriched component into an underground formation. 3. System according to claim 1 or 2, further comprising a connection well, wherein the connection well has an inlet arranged to receive liquid from the lower region of the downstream part of the reception well, and an outlet in fluid communication with the water discharge system. 4. System according to claim 1 or 2, wherein the water discharge system comprises a water discharge well that is a branch of the reception well. 5. System according to claim 1 or 2, wherein the water discharge system comprises a water-discharge well of which the slope declines in the direction of fluid flow. 6. System according to any one of the claims 1-5, further comprising an additional reception well arranged to receive well fluid from the underground formation, wherein the downstream part of the additional reception well is in fluid communication with the downstream part of the reception well. 7. System according to any one of the claims 1-6, further comprising underground measurement equipment to measure a characteristic of a fluid at a certain position in the system. 8. System according to claim 7, wherein the characteristic is a concentration of a component in a fluid. 9. System according to claim 7, wherein the characteristic is the vertical level of an interface between layers of different components of the well fluid at a certain position in the system. 10. System according to any one of the claims 1-9, further comprising means to control the flow of a fluid at a certain position in the system. 11. System according to any one of the claims 7-9, wherein the system comprises means to control the flow of a fluid at a certain position in the system, and wherein data obtained from the underground measurement equipment is used as input for the means to control the flow of a fluid. 12. System according to any one of claims 1-11, wherein the secondary underground oil/water separator is selected from the group comprising a cyclone, a coalescer, or a static separator. 13. System according to claim 12, wherein the secondary separator is a static separator which is arranged in a separation chamber, and wherein the height of the separation chamber is larger than the thickness of the dispersion band that is formed therein under normal operation conditions. 14. System according to claim 13, wherein the static separator further comprises a flow distributor means, arranged to distribute at a predetermined vertical position the well fluid received through the separator's inlet over the cross-sectional area of the separation chamber. 15. System according to claim 13 or 14, wherein the static separator further comprises a level detector means and a flow control means in order to maintain during normal operation an interface between two liquid layers at a predetermined level. 16. System according to claim 13, wherein the static separator further comprises a stack of vertically spaced apart inclined plates, wherein between each pair of neighbouring plates a separation space is defined; -a substantially vertical inlet conduit communicating with the separator's upstream end, which inlet conduit traverses the stack of plates and is arranged to receive the well fluid at its lower end, and is provided with one or more outlets each of which opens into a separation space; -a substantially vertical oil collection channel having an oil outlet at its upper end communicating with the separator's outlet for de-watered oil, which oil collection channel has one or more oil inlets, each oil inlet being arranged to receive fluid from the uppermost region of a separation space, wherein at least the plate immediately below each oil inlet is provided with a vertically upward pointing baffle; and -a substantially vertical water collection channel having a water outlet at its lower end communicating with the separator's outlet for the water-enriched component, which oil collection channel has one or more water inlets, each water inlet being arranged to receive fluid from the lowermost region of a separation space, wherein at least the plate immediately above each water inlet is provided with a vertically downward pointing baffle. 17. System according to claim 16, wherein the inclined plates are substantially flat and arranged substantially parallel to each other, wherein each inclined plate is provided with a downward pointing baffle attached to the rim at the lower side of the inclined plate and an upward pointing baffle attached to the rim at the upper side of the inclined plate, wherein the remaining parts of the rim fit sealingly to the wall of the separation chamber, wherein the oil collection channel is formed by the space delimited by the upward pointing baffles and the wall, and wherein the water collection channel is formed by the space delimited by the downward pointing baffles and the wall. 18. System according to claim 16, wherein the inclined plates have substantially the form of funnels arranged substantially parallel to each other, wherein each funnel is provided with a central opening. 19. System according to any one of claims 13-18, wherein the separation chamber has a height/diameter ratio smaller than 6. 20. System according to any one of claims 1-19, wherein the secondary underground oil/water separator is arranged in an extended section of the production well.

Description

Настоящее изобретение относится к системе для добычи обезвоженной нефти из подземного месторождения.The present invention relates to a system for extracting dewatered oil from an underground field.

В описании и в формуле изобретения выражение «скважинная тягучая среда» используется для обозначения текучей среды, содержащей жидкие нефтепродукты и воду, поступающие в систему в соответствии с настоящим изобретением из подземного месторождения. Далее жидкие нефтепродукты будут называться просто нефтью.In the description and in the claims, the expression “borehole fluids” is used to refer to a fluid containing liquid petroleum products and water entering the system in accordance with the present invention from an underground field. Further liquid petroleum products will be called simply oil.

Настоящее изобретение относится в частности к системе, в которой скважинная текучая среда может разделяться под землей таким образом, что на поверхность поступает нефть, обезвоженная под поверхностью земли. Следует понимать, что поверхность также может представлять собой дно моря.The present invention relates in particular to a system in which a well fluid can be divided underground in such a way that oil dehydrated beneath the surface of the earth enters the surface. It should be understood that the surface may also be the bottom of the sea.

Публикация международной патентной заявки № XVО 98/41304 раскрывает систему для добычи нефти из подземного месторождения в соответствии с преамбулой п.1 формулы изобретения, содержащую эксплуатационную скважину, спускающуюся вниз с поверхности земли и имеющую входное отверстие под поверхностью земли, принимающую скважину, проходящую в подземное месторождение, способную принимать из него скважинную текущую среду и имеющую нижнюю часть, содержащую, по существу, горизонтальную секцию и систему выведения воды, имеющую верхний по течению конец, принимающий текущую среду из нижней области горизонтальной секции, причем входное отверстие эксплуатационной скважины приспособлено для прохождения текучей среды из верхней области горизонтальной секции.International Patent Application Publication No. XVO 98/41304 discloses a system for extracting oil from an underground field in accordance with the preamble of claim 1, comprising a production well descending down from the surface of the earth and having an inlet below the surface of the earth, receiving a well passing into the underground a field capable of receiving from it a borehole current medium and having a lower part containing a substantially horizontal section and a water withdrawal system having an upstream horse Receiving the current environment of the lower region of the horizontal section, wherein the inlet of the production well adapted for passing fluid from the upper region of the horizontal section.

В процессе обычной эксплуатации известной системы поток скважинной текучей среды выбирают таким образом, что текучая среда разделяется в горизонтальной секции. В верхней и нижней области горизонтальной секции формируются слои текучей среды, и между слоями образуется граница раздела. Около нижнего по течению конца горизонтальной секции текучая среда, протекающая в нижней области, представляет собой богатый водой компонент, и текучая среда, протекающая в верхней области, представляет собой богатый нефтью компонент скважинной текучей среды. Богатый нефтью компонент доставляют на поверхность, и оставшийся обогащенный водой компонент удаляют. Выборочно богатую водой фазу подвергают дальнейшей стадии очистки.During normal operation of a known system, the flow of a well fluid is chosen such that the fluid is separated in the horizontal section. In the upper and lower regions of the horizontal section, fluid layers form, and an interface forms between the layers. At the lower end of the horizontal section, the fluid flowing in the lower region is a water-rich component, and the fluid flowing in the upper region is an oil-rich component of the well fluid. The oil-rich component is delivered to the surface, and the remaining water-enriched component is removed. The selectively water-rich phase is subjected to a further purification step.

Известная система обеспечивает лишь одноразовое удаление большей части воды. Для получения, по существу, обезвоженной нефти с такой концентрацией воды, которая настолько низкая, что допускает транспортировку по трубопроводу, известная система, дополнительно содержит сепаратор для разделения нефти и воды на поверхности земли. Кроме того, в пуб ликации раскрыто, что для такого одноразового удаления большей части воды уровень границы раздела должен поддерживаться в узких пределах.The known system provides only a one-time removal of most of the water. To obtain essentially dehydrated oil with a concentration of water that is so low that it can be transported by pipeline, the known system additionally contains a separator for separating oil and water on the surface of the earth. In addition, the publication revealed that for such a one-time removal of most of the water, the level of the interface must be maintained within narrow limits.

Известная система, не только направлена на одноразовое удаление большей части воды, но она также направлена на достижение низкой концентрации нефти в богатом водой компоненте, и если необходимо, это осуществляется ценою более высокой концентрации воды, полученной нефти.The known system not only aims at a one-time removal of most of the water, but it also aims at achieving a low concentration of oil in the water-rich component, and if necessary, this is done at the price of a higher concentration of water produced by the oil.

Автор заявки рассматривает поведение смеси нефти и воды при их разделении, используя собственную модель. Расчеты модели, результаты которых обсуждаются ниже со ссылками на фиг.1, 2, выявляют, что при реальных условиях эксплуатации в горизонтальных скважинах (включая скорость потока скважинной текучей среды, длину и диаметр горизонтальной секции), концентрация воды в богатом нефтью компоненте является значительной. На практике требуется обезвоживание полученной нефти перед ее транспортировкой из рентабельно эксплуатируемой скважины, например, по трубопроводу.The author of the application considers the behavior of a mixture of oil and water when they are separated using their own model. Calculations of the model, the results of which are discussed below with reference to figures 1, 2, reveal that under actual operating conditions in horizontal wells (including the flow rate of the well fluid, the length and diameter of the horizontal section), the concentration of water in the oil-rich component is significant. In practice, it is necessary to dewater the produced oil before it is transported from a profitably operated well, for example, through a pipeline.

Исходя из этого видно, что для достижения результатов, показанных на фиг. 2, 3 вышеуказанной публикации международной патентной заявки, должны использоваться нереальные условия эксплуатации.From this it can be seen that to achieve the results shown in FIG. 2, 3 of the aforementioned publication of the international patent application, unrealistic operating conditions must be used.

Патент Великобритании № 2326895 А раскрывает устройство для добычи текучей среды, содержащей углеводороды и воду из подземного месторождения, при использовании единственного этапа подземного разделения для сокращения разделительного оборудования на поверхности земли. Устройство содержит наклонную секцию скважины, где выполнены, по крайней мере, два раздельных пути для потоков текучей среды, разделенные перегородками, трубами или им подобными. Текучая среда, полученная из части, обогащенной углеводородами в этой секции скважины, непосредственно выкачивается на поверхность, и текучая среда, полученная из части, обогащенной водой в этой секции скважины, может вводиться обратно в месторождение. По крайней мере, один насос при эксплуатации контролируется детектором, который размещен вблизи от средств разделения.UK Patent No. 2326895 A discloses a device for extracting a fluid containing hydrocarbons and water from an underground field using a single stage of underground separation to reduce separation equipment on the surface of the earth. The device comprises an inclined section of the well, where at least two separate paths for fluid flows are made, separated by barriers, pipes or the like. Fluid obtained from the hydrocarbon-rich part in this section of the well is directly pumped to the surface, and fluid obtained from the water-enriched part in this section of the well may be injected back into the field. At least one pump during operation is controlled by a detector, which is located close to the means of separation.

Целью настоящего изобретения является создание системы для добычи нефти из подземного месторождения, в которой нефть может быть обезвожена перед поступлением на поверхность, так что концентрация воды в добытой нефти достаточно низкая, так что не требуется дальнейшего ее обезвоживания на поверхности земли перед транспортировкой из рентабельно эксплуатируемой скважины.The aim of the present invention is to create a system for extracting oil from an underground field, in which oil can be dewatered before entering the surface, so that the water concentration in the produced oil is low enough, so that no further dehydration is required on the ground before transporting from a profitable well. .

Другой целью настоящего изобретения является создание системы для добычи нефти, которая может быть использована при реальных условиях эксплуатации.Another objective of the present invention is to create a system for oil production, which can be used under actual operating conditions.

Еще одной целью изобретения является создание системы для подземного разделения скважинной текучей среды, которая проста в эксплуатации, надежна и эффективна.Another objective of the invention is to create a system for the underground separation of the well fluid, which is easy to operate, reliable and effective.

С этой целью в соответствии с настоящим изобретением создана система для добычи обезвоженной нефти из подземного месторождения, содержащая эксплуатационную скважину, спускающуюся вниз с поверхности земли и имеющую входное отверстие под поверхностью земли, принимающую скважину, проходящую в подземное месторождение, способную принимать из него скважинную текучую среду и имеющую нижнюю по течению часть, содержащую, по существу, горизонтальную или наклонную секцию для первичного разделения скважинной текучей среды на нефть и воду, и систему выведения воды, имеющую верхний по течению конец, принимающий скважинную текучую среду из нижней области нижней по течению части принимающей скважины при нормальной эксплуатации, и вторичный подземный сепаратор для разделения нефти и воды, отличающаяся тем, что вторичный подземный сепаратор имеет верхний по течению конец, способный в процессе нормальной эксплуатации принимать текучую среду из верхней секции нижней по течению части принимающей скважины и имеющий выходное отверстие для обезвоженной нефти, сообщенное с входным отверстием эксплуатационной скважины, и выходное отверстие для обогащенного водой компонента, сообщенное с системой выведения воды.To this end, in accordance with the present invention, a system has been created for extracting dehydrated oil from an underground field, comprising a production well descending down from the surface of the earth and having an inlet below the surface of the earth, receiving a well passing into an underground field capable of receiving from it a borehole fluid and having a downstream part comprising a substantially horizontal or inclined section for the primary separation of well fluid into oil and water, and a system water withdrawal, having an upstream end, receiving well fluid from the lower region of the downstream part of the receiving well during normal operation, and a secondary underground separator for separating oil and water, characterized in that the secondary underground separator has an upstream end, capable of receiving fluid from the upper section of the downstream part of the receiving well during normal operation and having an outlet for dry oil communicated with the inlet the development of the production well, and the outlet for the water-enriched component communicated with the water withdrawal system.

Настоящее изобретение основано на понимании, которого добились авторы заявки при использовании собственной модели, что скважинная текучая среда, протекающая, по существу, в горизонтальной или наклонной секции скважины разделяется при реальных условиях эксплуатации, так что около нижнего по течению конца горизонтальной или наклонной секции концентрация воды (% по объему) в верхнем, богатом нефтью компоненте значительно больше, чем концентрация нефти (% по объему) в нижнем, богатом водой компоненте. В частности обнаружено, что богатый нефтью компонент при реальных условиях эксплуатации содержит более 10% по объему воды. Богатый водой компонент может иметь концентрацию нефти от 0,01 до 0,1 % по объему. В описании и формуле изобретения выражение «верхняя область» и «нижняя область» используется в связи с горизонтальной секцией и относится к пространству выше горизонтальной плоскости, разделяющей горизонтальную секцию, и данные выражения также относится к области такой же формы при их использовании в отношении наклонной секции. Выражение «по существу горизонтальная секция» используется с целью признания того факта, что направленное подземное бурение на практике может привести к отклонению от предусмотренного горизонтального направления. Наклонная секция представляет собой секцию скважины, которая не является, по существу, горизонтальной, и может иметь угол отклонения от горизонтальной плоскости до 80°, причем секция скважины отклонена вверх в своей верхней по течению части, в которой протекает скважинная текучая среда.The present invention is based on the understanding that the authors of the application have achieved using their own model that the well fluid flowing essentially in the horizontal or inclined section of the well is separated under actual operating conditions, so that near the downstream end of the horizontal or inclined section the water concentration (% by volume) in the upper, oil-rich component is significantly greater than the concentration of oil (% by volume) in the lower, water-rich component. In particular, it was found that the oil-rich component under actual operating conditions contains more than 10% by volume of water. The water-rich component may have an oil concentration of from 0.01 to 0.1% by volume. In the description and claims, the expression "upper region" and "lower region" is used in connection with the horizontal section and refers to the space above the horizontal plane separating the horizontal section, and these expressions also refer to the area of the same shape when used in relation to the inclined section . The expression “essentially horizontal section” is used to recognize the fact that directional drilling in practice can lead to a deviation from the intended horizontal direction. The inclined section is a section of a well that is not substantially horizontal, and may have a deviation angle from the horizontal plane of up to 80 °, with the well section deflected upward in its upstream part in which the well fluid flows.

Настоящее изобретение далее описано с помощью более детального рассмотрения примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:The present invention is further described by more detailed consideration of examples with reference to the accompanying drawings, which depict the following:

фиг. 1 изображает первый результат расчета модели разделения скважинной текучей среды в горизонтальной трубе;FIG. 1 depicts the first calculation result of a well fluid separation model in a horizontal pipe;

фиг. 2 показывает второй результат расчета модели разделения жидкости скважины в горизонтальной трубе;FIG. 2 shows a second calculation result of a well fluid separation model in a horizontal pipe;

фиг. 3 схематично показывает первый вариант выполнения настоящего изобретения;FIG. 3 schematically shows a first embodiment of the present invention;

фиг. 4 схематично показывает второй вариант выполнения настоящего изобретения;FIG. 4 schematically shows a second embodiment of the present invention;

фиг. 5 схематично показывает третий вариант выполнения настоящего изобретения;FIG. 5 schematically shows a third embodiment of the present invention;

фиг. 6 схематично показывает четвертый вариант выполнения настоящего изобретения;FIG. 6 schematically shows a fourth embodiment of the present invention;

фиг. 7 схематично показывает вариант выполнения, представляющий статичный сепаратор, подходящий для использования в качестве вторичного разделителя в настоящем изобретении;FIG. 7 schematically shows an embodiment representing a static separator suitable for use as a secondary separator in the present invention;

фиг. 8 схематично изображает деталь статичного сепаратора, показанного на фиг. 7.FIG. 8 schematically depicts a detail of the static separator shown in FIG. 7

На фиг. 1 представлены результаты расчета, выполненного с использованием модели, разработанной автором заявки. Фиг. 1 показывает для смеси нефть/вода, протекающей в горизонтальной трубе, рассчитанную концентрацию воды (проценты по объему) в богатом нефтью компоненте в верхней области на конце горизонтальной трубы (ордината), как функцию длины горизонтальной трубы в метрах (абсцисса).FIG. 1 presents the results of the calculation performed using the model developed by the author of the application. FIG. 1 shows, for an oil / water mixture flowing in a horizontal pipe, the calculated water concentration (percent by volume) in the oil-rich component in the upper region at the end of the horizontal pipe (ordinate) as a function of the length of the horizontal pipe in meters (abscissa).

Расчеты проводились с использованием собственной модели, которая позволяет установить параметры, характеризующие разделение потока смеси нефть/вода в горизонтальных трубах на верхний, богатый маслом компонент и нижний, богатый водой компонент. Модель вводит в расчет ряд входящих параметров, включая вязкости и скорости потоков нефти и воды, диаметр трубы, исходный размер капли. Модель экспериментально изменялась в полевых условиях в горизонтальных трубах.The calculations were carried out using our own model, which allows you to set the parameters that characterize the separation of the flow of an oil / water mixture in horizontal pipes into an upper, oil-rich component and a lower, water-rich component. The model incorporates a number of input parameters, including viscosity and flow rates of oil and water, pipe diameter, initial drop size. The model experimentally changed in field conditions in horizontal pipes.

Для применения настоящего изобретения входящие параметры для расчетов выбраны таким образом, что они являются типичными и попадают в границы реальных условий эксплуатации. Выбранные входящие параметры включают плотность масла 790 кг/м3, вязкость масла мПа/с, скорость потока 2000 м3/день, диаметр трубы 0,23 м, полную концентрацию воды в смеси 50% по объему, исходный размер капли воды 50 мкм.For the application of the present invention, the input parameters for the calculations are chosen in such a way that they are typical and fall within the boundaries of actual operating conditions. Selected incoming parameters include oil density of 790 kg / m 3 , oil viscosity mPa / s, flow rate 2000 m 3 / day, pipe diameter 0.23 m, total water concentration in the mixture 50% by volume, initial water drop size 50 microns.

Как становится ясно, исходя из фиг.1, концентрация воды в компоненте, богатом нефтью, понижается с повышением длины горизонтальной трубы. Модель указывает, что при длине 1000 м богатый нефтью компонент содержит примерно 12% воды по объему.As is clear from FIG. 1, the concentration of water in the oil-rich component decreases with increasing length of the horizontal pipe. The model indicates that, with a length of 1000 m, the oil-rich component contains approximately 12% water by volume.

Для других результатов расчетов модели приводятся ссылки на фиг. 2. Фиг. 2 показывает для протекающей в горизонтальной трубе смеси нефть/вода рассчитанную концентрацию (% по объему) богатого нефтью компонента в верхней области на конце горизонтальной трубы, имеющей длину 1000 м (ордината), как функцию вязкости масла в мПа/с (абсцисса), для скоростей потока 1000 м3/день (кривая 1), 1600 м3/день (кривая 2) и 2000 м3/день (кривая 3). Другие входящие параметры такие же, какие использовались для расчета фиг. 1.For other model calculation results, references are made to FIG. 2. FIG. 2 shows for the oil / water mixture flowing in a horizontal pipe the calculated concentration (% by volume) of the oil-rich component in the upper region at the end of a horizontal pipe having a length of 1000 m (ordinate) as a function of oil viscosity in mPa / s (abscissa) for flow rates of 1000 m 3 / day (curve 1), 1600 m 3 / day (curve 2) and 2000 m 3 / day (curve 3). Other input parameters are the same as those used to calculate FIG. one.

На фиг. 3 показана система 2 для добычи обезвоженной нефти из подземного месторождения 2, содержащая эксплуатационную скважину 3, спускающуюся вниз с поверхности земли и имеющую входное отверстие 5 под поверхностью 4 и выходное отверстие 6, снабженное оборудованием 6а устья скважины на поверхности 4.FIG. 3 shows a system 2 for extracting dewatered oil from an underground field 2, comprising a production well 3, descending from the surface of the earth and having an inlet 5 below the surface 4 and an outlet 6 equipped with a wellhead equipment 6a on the surface 4.

Система, кроме того, содержит принимающую скважину 7, проходящую в подземное месторождение и способную принимать скважинную текучую среду через средство 8 входного отверстия. Нижняя по течению часть 9 принимающей скважины 7 содержит, по существу, горизонтальную секцию 10, где в процессе нормальной эксплуатации происходит первичное разделение скважинкой текучей среды. Принимающая скважина 7 соединена в месте 11 пересечения с эксплуатационной скважиной 3 выше входного отверстия 5.The system also contains a receiving well 7, passing into the underground field and capable of receiving well fluid through the means 8 of the inlet. The downstream part 9 of the receiving well 7 contains an essentially horizontal section 10, where during normal operation, the primary separation of the fluid by the well occurs. The receiving well 7 is connected at the intersection point 11 with the production well 3 above inlet 5.

Кроме того, система 12 выведения воды имеет верхний по течению конец 13, приспособленный для принятия в процессе нормальной эксплуатации текучей среды из верхней области 14 нижней по течению части принимающей скважины 7.In addition, the system 12 water excretion has an upstream end 13 adapted to receive during normal operation of the fluid from the upper region 14 of the downstream part of the receiving well 7.

Внутри или около верхнего по течению конца 13 и/или места пересечения 11 выборочно располагают водосливы, отверстия, разделители, упаковщики и им подобные (не показаны) управления и сохранения разделения потоков жидких компонентов.Weirs, holes, dividers, packers and the like (not shown) to control and maintain separation of the flow of liquid components selectively positioned at or near the upstream end 13 and / or the intersection 11.

Систему 12 выведения воды в этом варианте располагают на протяжении нисходящего продолжения эксплуатационной скважины 3 ниже месте 11 пересечения, где поперечное сечение продолжения скважины может отличаться от такого же эксплуатационной скважины 3. Кроме того, система 12 выведения воды имеет вход 15 для принятия богатого водой компонента, и насос 16 для выведения текучей среды из системы 12 выведения воды в секции 17 скважины ниже по течению от насоса 16. Секция 17 скважины сконструирована для обеспечения удобного выведения текучей среды из системы выведения воды в подземное месторождение (не показано), и секция 17 скважины, кроме того, обеспечивается средствами для предупреждения обратного потока.The water removal system 12 in this embodiment is positioned for the downward continuation of the production well 3 below the intersection point 11, where the continuation cross-section of the well may differ from the same production well 3. In addition, the water removal system 12 has an inlet 15 for receiving the water-rich component, and a pump 16 for removing fluid from the system 12 for removing water in section 17 of the well downstream of the pump 16. Section 17 of the well is designed to provide convenient removal of fluid from the system Water removal to an underground field (not shown) is available, and well section 17 is also provided with means to prevent backflow.

Дополнительно используется вторичный подземный сепаратор 18 для разделения нефти и воды, имеющий на своем верхнем по течению конце входное отверстие 19, принимающее в процессе нормальной эксплуатации текучую среду из верхней области 20 нижней по течению части 9 принимающей скважины 7. Сепаратор 18 имеет выходное отверстие 21 для обезвоженной нефти, сообщенное с входным отверстием 5 эксплуатационной скважины 3, и выходное отверстие 22 для обогащенного водой компонента, сообщенное посредством трубы 23 с отверстием 15 в системе 12 выведения воды. Сепаратор в этом варианте установлен в секции эксплуатационной скважины 3, расположенной выше места 11 пересечения таким образом, что сепаратор может не пересекаться в процессе нормальной эксплуатации. Секция эксплуатационной скважины 3, в которой установлен сепаратор 18, может быть стволом скважины, расширенным буровым расширителем.Additionally, a secondary underground separator 18 is used to separate oil and water, which has an inlet 19 at its upstream end, which receives during normal operation the fluid from the upper region 20 of the downstream part 9 of the receiving well 7. The separator 18 has an outlet 21 for dehydrated oil, communicated with the inlet 5 of the production well 3, and the outlet 22 for the water-enriched component, communicated via pipe 23 with the hole 15 in the system 12 water removal. The separator in this embodiment is installed in the section of the production well 3, located above the intersection point 11 in such a way that the separator may not intersect during normal operation. The section of the production well 3, in which the separator 18 is installed, may be a well bore, an extended drilling reamer.

В процессе нормальной эксплуатации системы 1 в соответствии с вариантом воплощения, показанным на фиг. 3, скважинная текучая среда, поступающая через входное отверстие 8 принимающей скважины 7, протекает в нижнюю по течению часть 9, включая горизонтальную секцию 10, и разделяется. Слои текучей среды образуются в верхней и нижней областях верхней по течению части 9 принимающей скважины 7, и между слоями образуется граница раздела (не показана). Около нижнего по течению конца принимающей скважины 7 текучая среда, протекающая в нижней области 14, представляет собой богатый водой компонент, и текучая среда, протекающая в верхней области 20, представляет собой богатый нефтью компонент скважинной текучей среды. Поток скважинной текучей среды разделяется в этом первичном сепараторе до такой степени, что богатый водой компонент имеет существенно низкую концентрацию нефти.During normal operation, the system 1 according to the embodiment shown in FIG. 3, the borehole fluid flowing through the inlet 8 of the receiving well 7 flows into the downstream part 9, including the horizontal section 10, and is divided. Fluid layers are formed in the upper and lower regions of the upstream part 9 of the receiving well 7, and an interface is formed between the layers (not shown). At the downstream end of the receiving well 7, the fluid flowing in the lower region 14 is a water-rich component, and the fluid flowing in the upper region 20 is an oil-rich component of the well fluid. The wellbore fluid stream is separated in this primary separator to such an extent that the water-rich component has a substantially low oil concentration.

Богатый водой компонент входит в систему 12 выведения воды в верхнем конце 13 около места 11 пересечения.The water-rich component enters the water discharge system 12 at the upper end 13 at the intersection point 11.

Богатый нефтью компонент попадает во вторичный сепаратор 18 через входное отверстие 19 и разделяется на обезвоженную нефть, содержащую обычно менее 10% по объему воды, предпочтительно менее 2% по объему, более предпочтительно менее 0,5% по объему воды, и обогащенный водой компонент, который может содержать от 0,01% по объему до 0,1% по объему нефти. Эффективность разделения отчасти зависит от вида используемого сепаратора.The oil-rich component enters secondary separator 18 through inlet 19 and is divided into dehydrated oil, usually containing less than 10% by volume of water, preferably less than 2% by volume, more preferably less than 0.5% by volume of water, and a water-enriched component which may contain from 0.01% by volume to 0.1% by volume of oil. The separation efficiency depends in part on the type of separator used.

Обезвоженная нефть покидает сепаратор 18 через выходное отверстие 21 и протекает через входное отверстие 5 в эксплуатационную скважину 3 и далее на поверхность 4, где она выводится из системы 1 через оборудование 6а устья скважины на выходном отверстии 6. Богатый водой компонент покидает сепаратор через выходное отверстие 22 и трубу 23 и смешивается в отверстии 15 с богатым водой компонентом с образованием воды без нефти в системе 12 выведения воды. В процессе нормальной эксплуатации система 12 выведения воды наполняется до определенного уровня воды (не показано) водой без нефти. Вода без нефти выводится через секцию 17 насосом 16.The dehydrated oil leaves the separator 18 through the outlet 21 and flows through the inlet 5 into the production well 3 and further to the surface 4, where it is withdrawn from the system 1 through the wellhead equipment 6a at the outlet 6. The water-rich component leaves the separator through the outlet 22 and the pipe 23 and is mixed in the hole 15 with a water-rich component to form water without oil in the water removal system 12. During normal operation, the water removal system 12 is filled to a certain water level (not shown) with water without oil. Water without oil is discharged through section 17 by pump 16.

Как становится ясно из приведенного выше описания системы, показанной на фиг. 3, конкретные преимущества настоящего изобретения состоят в том, что скважинная текучая среда разделяется на нефть без воды и воду без нефти. В данном случае вода без нефти выводится в подземное месторождение, а система в соответствии с изобретением доставляет на поверхность только обезвоженную нефть.As is clear from the above description of the system shown in FIG. 3, the specific advantages of the present invention are that the well fluid is separated into oil without water and water without oil. In this case, water without oil is removed to the underground field, and the system in accordance with the invention delivers only dehydrated oil to the surface.

Искривление секции скважины между, по существу, горизонтальной секцией 10 и местом 11 пересечения сконструировано так, что качество разделения существенно не ухудшается.The curvature of the well section between the substantially horizontal section 10 and the intersection point 11 is designed so that the quality of the separation does not significantly deteriorate.

На фиг. 4 схематически показан другой вариант выполнения настоящего изобретения. Те части, которые сходны с частями, описанными со ссылкой на фиг. 3, обозначаются теми же ссылочными номерами. Система 100 представляет собой развитие системы 1, показанной на фиг. 3, дополнительно включающее соединительную скважину 101. Соединительная скважина 101 в этом варианте соединена с принимающей скважиной 7 в точке 102 пересечения около нижнего по течению конца 103, по существу, горизонтальной секции 10, и системой 12 выведения воды 12 в точке пересечения 106 ниже мест 11 пересечения. Входное отверстие соединительной скважины 101 расположено в точке 102 пересечения таким образом, чтобы принимать жидкость из нижней области 14, и выходное отверстие соединительной скважины 101 расположено в точке 106 пересечения и сообщено с системой выведения воды.FIG. 4 schematically shows another embodiment of the present invention. Those parts that are similar to the parts described with reference to FIG. 3 are denoted by the same reference numbers. System 100 is an evolution of system 1 shown in FIG. 3, further comprising a connecting well 101. A connecting well 101 in this embodiment is connected to a receiving well 7 at an intersection point 102 near the downstream end 103 of a substantially horizontal section 10, and a water removal system 12 12 at an intersection point 106 below places 11 intersection. The inlet of the connecting well 101 is located at the intersection point 102 so as to receive fluid from the lower region 14, and the outlet of the connecting well 101 is located at the intersection point 106 and communicated with the water removal system.

Патент США № 4390067 раскрывает систему скважин, включающую, по крайней мере, две скважины, спускающиеся вниз с поверхности земли и соединенные, по крайней мере, одной горизонтальной скважиной.US patent No. 4390067 discloses a system of wells, including at least two wells, descending down from the surface of the earth and connected by at least one horizontal well.

В процессе нормальной работы системыDuring normal system operation

100 богатый водой компонент не входит в систему выведения воды через место 11 пересечения. У этого конца выборочно может устанавливаться упаковщик 108, располагаемый ниже места 11 пересечения, который имеет удобное отверстие для трубы 23, соединяющей выходное отверстие 22 с отверстием 15.The 100 water-rich component does not enter the water withdrawal system through the intersection point 11. At this end, a packer 108 may be selectively installed, located below the intersection point 11, which has a convenient opening for a pipe 23 connecting the outlet opening 22 with an opening 15.

Фиг. 5 схематически показывает третий вариант выполнения настоящего изобретения. Те части, которые сходны с частями, описанными со ссылкой на фиг. 3, обозначаются теми же ссылочными номерами. Система 200, показанная на фиг. 5, отличается от системы 1, показанной на фиг. 3, тем, что система выведения 202 воды содержит скважину 204 выведения воды, которая сконструирована как ответвление принимающей скважины 7. Соединение 206 скважин 7 и 204 расположено около выходного отверстия, по существу, горизонтальной секции 10 нижней части 9 принимающей скважины 7.FIG. 5 schematically shows a third embodiment of the present invention. Those parts that are similar to the parts described with reference to FIG. 3 are denoted by the same reference numbers. The system 200 shown in FIG. 5 differs from system 1 shown in FIG. 3, in that the water injection system 202 comprises a water extraction well 204, which is designed as a branch of the receiving well 7. The connection 206 of the wells 7 and 204 is located near the outlet of the substantially horizontal section 10 of the lower part 9 of the receiving well 7.

В процессе нормальной эксплуатации скважинная текучая среда подвергается первичному разделению, по существу, в горизонтальной секции 10 и входит, проходя через место 206 пересечения около нижнего по течению конца горизонтальной секции, в секцию 208, имеющий нижнюю область 209. Нижняя область 209 получает богатый водой компонент из нижней области 14 нижней по течению части 9 получающей скважины 7.During normal operation, the well fluid undergoes a primary separation, essentially in the horizontal section 10, and enters, passing through the intersection 206 near the lower end of the horizontal section, into section 208, which has a lower region 209. The lower region 209 receives a water-rich component from the lower region 14 of the downstream part 9 of the receiving well 7.

В процессе нормальной эксплуатации богатый нефтью компонент скважинной текучей среды протекает в слой в верхней области 210 секции 208 и затем через изогнутую вверх секцию 212. Из секции 212 скважины он попадает во вторичный сепаратор 18 для разделения нефти и воды через входное отверстие 19. В сепараторе 18 богатый нефтью компонент разделяется на обезвоженную нефть и богатый водой компонент. Обезвоженная нефть покидает сепаратор 18 через выходное отверстие 21, проходит во входное отверстие 5 эксплуатационной скважины 3 и затем на поверхность 4, где она выводится из системы 200 через оборудование 6а устья скважины выходного отверстия 6. Богатый водой компонент покидает сепаратор через выходное отверстие 22 и протекает через трубу 23 в отверстие 15, расположенное в верхней области 209 секции 208. Там обогащенный водой компонент смешивается с богатым водой компонентом с образованием воды без нефти.During normal operation, the oil-rich component of the well fluid flows into the layer in the upper region 210 of section 208 and then through the upwardly bent section 212. From section 212 of the well it enters the secondary separator 18 to separate oil and water through inlet 19. In separator 18 the oil-rich component is divided into dehydrated oil and a water-rich component. The dehydrated oil leaves the separator 18 through the outlet 21, passes into the inlet 5 of the production well 3 and then to the surface 4, where it is withdrawn from the system 200 through the equipment 6a of the wellhead of the outlet 6. The water-rich component leaves the separator through the outlet 22 and flows through the pipe 23 into the hole 15 located in the upper region 209 of section 208. There, the water-enriched component is mixed with the water-rich component to form water without oil.

Через трубу 216, имеющую входное отверстие 217, помещенное в нижней области 209, вода без нефти принимается системой выведения воды 202. С помощью насоса 16 вода без нефти прокачивается через скважину 204 выведения воды и выводится через выходное отверстие 218 в подземное месторождение 220.Through pipe 216, having an inlet 217, placed in the lower region 209, water without oil is received by the water removal system 202. With the help of pump 16, water without oil is pumped through the well 204 of water removal and output through outlet 218 to the underground field 220.

На фиг. 6 схематически показан четвертый вариант выполнения настоящего изобретения. Те части, которые сходны с частями, описанными со ссылкой на фиг. 3, обозначаются теми же ссылочными номерами. Система 300, показанная на фиг. 6, отличается от системы, показанной на фиг. 3, по конструкции вторичного сепаратора для разделения нефти и воды и системы выведения воды.FIG. 6 schematically shows a fourth embodiment of the present invention. Those parts that are similar to the parts described with reference to FIG. 3 are denoted by the same reference numbers. The system 300 shown in FIG. 6 differs from the system shown in FIG. 3, on the construction of a secondary separator for the separation of oil and water and the water removal system.

Вторичный сепаратор 18 системы 300 установлен в секции расширенного ствола скважины нижнего конца эксплуатационной скважины 3. Сепаратор 18 предназначен для приема через входное отверстие 18 текучей среды из верхней области 302 горизонтальной секции 10 нижней по течению части 9 принимающей скважины 7. Сепаратор 18 расположен около нижнего по течению конца 303 горизонтальной секции 10. Сепаратор 18, кроме того, имеет выходное отверстие 21 для обезвоженной нефти, сообщенное с входным отверстием 5 эксплуатационной скважины 3, и выходным отверстием 22 для обогащенного водой компонента. Выходное отверстие 22 соединено посредством трубы 23 с отверстием 15, выполненным в нижней области 304 горизонтальной секции 10 около нижнего по течению конца 303 горизонтальной секции 10.The secondary separator 18 of the system 300 is installed in the extended borehole section of the lower end of the production well 3. The separator 18 is designed to receive fluid from the upper region 302 of the horizontal section 10 downstream part 9 of the receiving well 7 through the inlet 18. The separator 18 is located near the bottom the flow of the end 303 of the horizontal section 10. The separator 18, in addition, has an outlet 21 for dry oil, communicated with the inlet 5 of the production well 3, and the outlet 22 for bogaschennogo water component. The outlet 22 is connected via a pipe 23 with an opening 15, made in the lower region 304 of the horizontal section 10 near the downstream end 303 of the horizontal section 10.

Система 305 выведения воды в этом варианте содержит скважину 306 выведения воды, которая имеет наклон в направлении потока текучей среды. Скважина 306 выведения воды имеет входное отверстие 310 на своем верхнем конце, соединенное с нижним по течению концом 303 горизонтальной секции 10. Наклон скважины 306 выведения воды выбирают таким образом, чтобы входящий наслаивающийся поток существенно не нарушался.The water removal system 305 in this embodiment comprises a water recovery well 306, which has a slope in the direction of fluid flow. The water outflow well 306 has an inlet 310 at its upper end connected to the downstream end 303 of the horizontal section 10. The slope of the water outflow 306 is chosen so that the incoming layering flow is not substantially disturbed.

В нижней по течению части скважины 306 выведения воды в положении ниже самого нижнего уровня горизонтальной секции 10, установлен насос 16 для выведения воды без нефти через выходное отверстие 312 в подземное месторождение 315, и кроме того используются средства для предупреждения обратного потока воды (не показаны).In the downstream part of the well 306, the discharge of water at a position below the lowest level of the horizontal section 10, a pump 16 is installed to drain water without oil through the outlet 312 to the underground field 315, and in addition means are used to prevent backflow of water (not shown) .

В процессе нормальной эксплуатации системы 300, как показано на фиг. 6, скважинная текучая среда, поступающая через входное отверстие 8 принимающей скважины 7, протекает в нижнюю по течению часть 9, включая горизонтальную секцию 10, которая действует как первичный сепаратор скважинной текучей среды. Слои текучей среды образуются в верхней и нижней областях горизонтальной секции 10, и между слоями образуется граница раздела (не показано). Около нижнего по течению конца 303 горизонтальной секции 10 текучая среда, протекающая в нижнюю область 304, представляет собой богатый водой компонент, и текучая среда, протекающая в верхней области 302, представляет собой богатый нефтью компонент. Поток скважинной текучей среды разделяется до такой степени, что богатый водой компонент имеет существенно низкую концентрацию нефти.During normal operation of the system 300, as shown in FIG. 6, the well fluid flowing through the inlet 8 of the receiving well 7 flows into the downstream part 9, including the horizontal section 10, which acts as the primary separator for the well fluid. Fluid layers are formed in the upper and lower regions of the horizontal section 10, and an interface forms between the layers (not shown). Near the downstream end 303 of the horizontal section 10, the fluid flowing to the lower region 304 is a water-rich component, and the fluid flowing in the upper region 302 is an oil-rich component. The wellbore fluid stream is divided to such an extent that the water-rich component has a substantially low oil concentration.

Богатый нефтью компонент проходит во второй сепаратор 18 через вход 19 и разделяется на обезвоженную нефть и обогащенный водой компонент, где обезвоженная нефть поступает на поверхность 4, как описано со ссылкой на фиг. 3. Обогащенный водой компонент покидает сепаратор через выходное отверстие 22 и трубу 23 и смешивается около отверстия 15 в нижней области 304 с богатым водой компонентом с образованием ниже по течению отверстия 15 воды без нефти.The oil-rich component passes to the second separator 18 through inlet 19 and is divided into dehydrated oil and a water-enriched component, where the dehydrated oil flows to surface 4, as described with reference to FIG. 3. The water-enriched component leaves the separator through the outlet 22 and the pipe 23 and mixes around the hole 15 in the lower region 304 with the water-rich component to form water without oil downstream of the hole 15.

Вода без нефти поступает в скважину выведения воды через входное отверстие 310. Ниже самого нижнего уровня, по существу, горизонтальной секции скважина выведения воды в процессе нормальной эксплуатации наполняется водой без нефти. С помощью насоса 16 вода без нефти прокачивается через скважину 306 выведения воды и выводится через выходное отверстие 312 в подземное месторождение 315.Water without oil enters the well to drain water through the inlet 310. Below the lowest level of the essentially horizontal section, the well of water removal during normal operation is filled with water without oil. By means of the pump 16, the oil without oil is pumped through the well 306 of the water withdrawal and discharged through the outlet 312 to the underground field 315.

Может быть желательным получить нефть из многих принимающих скважин, используя единственную эксплуатационную скважину и единственный сепаратор для разделения нефти и воды. В этом случае система в соответствии с изобретением включает один или несколько дополнительных принимающих скважин, которые проходят в подземное месторождение в различных местах и получают оттуда текучую среду. Нижние по течению части дополнительных принимающих скважин сообщены с нижней по течению частью принимающей скважины. Разделение текучей среды скважиной на богатый водой и богатый нефтью компоненты может происходить во многих принимающих скважинах отдельно или в общей нижней части после смешивания всей текучей среды скважины или частично обоими путями.It may be desirable to obtain oil from many host wells using a single production well and a single separator for separating oil and water. In this case, the system in accordance with the invention includes one or more additional receiving wells that pass into an underground field at various locations and receive a fluid from there. The downstream part of the additional receiving wells communicated with the downstream part of the receiving well. Dividing a well's fluid into water-rich and oil-rich components can occur in many host wells, either alone or in a common lower part, after mixing all of the fluid in the well or partially in both ways.

В международной публикации патентной заявки № XVО 98/25005 раскрывается система подземных скважин, содержащая, по существу, вертикальную скважину и одну или несколько секций горизонтальной скважины, отходящей от основной вертикальной скважины.International Patent Application Publication No. XVO 98/25005 discloses a subterranean well system comprising an essentially vertical well and one or more sections of a horizontal well extending from a main vertical well.

В международной публикации патентной заявки № νθ 98/50679 раскрывается система подземных скважин, содержащая основную скважину и одну или несколько дополнительных скважин, причем каждая скважина спускается с поверхности и содержит, по существу, горизонтальную секцию, расположенную в продуктивном пласте. Горизонтальные секции дополнительных скважин сообщены с горизонтальной секцией основной скважины в продуктивном пласте, но не имеет физического пересечения с основной скважиной.International Patent Application Publication No. νθ 98/50679 discloses a subsurface well system comprising a main well and one or more additional wells, with each well descending from the surface and containing a substantially horizontal section located in the reservoir. The horizontal sections of additional wells communicate with the horizontal section of the main well in the reservoir, but do not have a physical intersection with the main well.

Подземный сепаратор для разделения нефти и воды для использования в системе в соответствии с настоящим изобретением может быть различных видов, известных в уровне техники, таких как, например, циклонный, смешанный или статичный сепаратор. Преимущественно используется статичный сепаратор, установленный в разделительной камере, высота которой больше, чем толщина дисперсионного слоя нефть/вода, образующаяся при нормальных условиях работы. Разделительная камера пред почтительно может быть расположена в расширенной секции эксплуатационной скважины.An underground oil and water separator for use in the system according to the present invention may be of various kinds known in the art, such as, for example, a cyclone, mixed or static separator. Mainly used is a static separator installed in the separation chamber, the height of which is greater than the thickness of the oil / water dispersion layer formed under normal operating conditions. The separation chamber may preferably be located in the extended section of the production well.

Установлено, что камера для подземного разделения имеет преимущество в физических условиях в скважине, например, повышенная температура и давление, которые влияют на поведение при разделении нефти и воды таким образом, что эффективное разделение текучей среды, полученной из верхней области нижней по течению части принимающей скважины, на относительно сухую нефть и относительно чистую воду может быть достигнуто при практически и экономически осуществимых условиях.It has been established that the underground separation chamber has an advantage in the physical conditions in the well, for example, elevated temperature and pressure, which influence the behavior of oil and water separation in such a way that effective separation of the fluid obtained from the upper region of the downstream part of the receiving well , relatively dry oil and relatively pure water can be achieved under practically and economically feasible conditions.

Текучая среда, получаемая в процессе нормальной эксплуатации статичным сепаратором из верхней области нижней по течению части принимающей скважины, представляет собой богатый нефтью компонент скважинной текучей среды в виде дисперсии нефть/вода, содержащей более 10% по объему воды. Разделение такой дисперсии нефть/вода в разделительной камере под воздействием гравитации может быть описано с помощью модели, разработанной автором заявки. Подобная так называемая модель дисперсионного слоя опубликована в Н.С. Ройетшап е! а1., 8РЕ рарег # № 38816, 1997. Модель может быть использована для описания разделения в разделительной камере. Важный механизм разделения основан на смешивании небольших капелек воды в дисперсионный слой, который сливают в нижний слой как только капли достигают достаточно большого размера. В процессе нормальной работы образуются три слоя текучей среды: придонный слой относительно чистой воды, средний слой, содержащий дисперсию нефти и воды, и верхний слой относительно сухой нефти. Средний слой также называют дисперсионным слоем.The fluid produced during normal operation by a static separator from the upper region of the downstream part of the receiving well is the oil-rich component of the well fluid in the form of an oil / water dispersion containing more than 10% by volume of water. The separation of such an oil / water dispersion in the separation chamber under the influence of gravity can be described using a model developed by the applicant. Such a so-called dispersion layer model was published in N.S. Royetshap e! A1., 8RE regreg # # 38816, 1997. The model can be used to describe the separation in the separation chamber. An important separation mechanism is based on mixing small droplets of water into the dispersion layer, which is drained into the lower layer as soon as the droplets reach a sufficiently large size. During normal operation, three layers of fluid are formed: the bottom layer of relatively pure water, the middle layer containing the dispersion of oil and water, and the top layer of relatively dry oil. The middle layer is also called the dispersion layer.

Удобно, когда входное и выходное отверстия сепаратора сконструированы таким образом, чтобы поступающие и разделенные компоненты протекали вертикально или почти вертикально в разделительную камеру или из нее.Conveniently, the inlet and outlet openings of the separator are designed so that the incoming and separated components flow vertically or almost vertically into or out of the separation chamber.

В первом варианте воплощения такого статичного сепаратора данный сепаратор дополнительно содержит средства распределения потока, созданные для распределения при предусмотренном вертикальном расположении текучей среды над областью поперечного сечения разделительной камеры. Предпочтительно текучая среда проходит в разделительную камеру в предусмотренном вертикальном положении через один или несколько отверстий при местной скорости потока ниже 1 м/с. В разделительной камере обеспечивается разделение текучей среды на нижний слой обогащенного водой компонента, средний дисперсионный слой компонентов нефти и воды и верхний слой компонента обезвоженной нефти. Текучая среда из верхнего и нижнего слоев может быть изъята через выходные отверстия для обезвоженной нефти и обогащенного водой компонента, соответствен но. Сепаратор может дополнительно включать детектор уровня, предназначенный для измерения вертикального положения границы раздела между слоями текучей среды и контроля потока, предназначенный для поддержания в процессе нормальной эксплуатации разделения между слоями текучей среды при предусмотренном вертикальном уровне.In the first embodiment of such a static separator, this separator further comprises flow distribution means designed to be distributed when the fluid is provided in a vertical arrangement over the cross-sectional area of the separation chamber. Preferably, the fluid passes into the separation chamber in a prescribed vertical position through one or more openings at a local flow rate below 1 m / s. The separation chamber provides separation of the fluid into the lower layer of the water-enriched component, the middle dispersion layer of the oil and water components, and the upper layer of the dehydrated oil component. Fluid from the upper and lower layers can be removed through the outlet openings for the dehydrated oil and the water-enriched component, respectively. The separator may additionally include a level detector for measuring the vertical position of the interface between the fluid layers and monitoring the flow, designed to maintain the separation between the fluid layers at a normal vertical level during normal operation.

Во втором варианте воплощения статичный сепаратор для использования в качестве вторичного сепаратора в настоящем изобретении дополнительно содержит ряд вертикально отдельно расположенных наклонных пластин, имеющих между каждой парой соседних пластин разделительное пространство, по существу вертикальную входную трубу, сообщенную с верхним по течению концом сепаратора, пересекающую ряд пластин, приспособленную для получения текучей среды из верхней области нижней части принимающей скважины на ее нижнем конце, и снабженную одним или несколькими выходами для жидкости, открывающихся в разделительное пространство, по существу, вертикальный собирающий нефть канал, имеющий выходное отверстие для нефти на своем верхнем конце, сообщенное с выходным отверстием сепаратора для обезвоженной нефти, и один или несколько отверстий, предназначенных для прохождения текучей среды из наиболее верхнего отдела разделительного пространства, причем, по крайней мере, пластина непосредственно под каждым выходным отверстием для нефти снабжена вертикальной направленной вверх перегородкой, и, по существу, вертикальный канал для сбора воды, имеющий верхнее выходное отверстие на своем нижним конце, сообщенное с выходным отверстием сепаратора для обогащенного водой компонента, и один или несколько входных отверстий для воды, предназначенных для прохождения текучей среды из более нижних отделов разделительного пространства, причем, по крайней мере, пластина непосредственно над каждым входным отверстием для воды снабжена вертикальной направленной вниз перегородкой.In the second embodiment, the static separator for use as a secondary separator in the present invention further comprises a series of vertically separately arranged inclined plates having between the pair of adjacent plates there is a separation space, a substantially vertical inlet tube communicating with the upper end of the separator, intersecting the row of plates adapted to receive fluid from the upper region of the lower part of the receiving well at its lower end, and provided with one or several liquid outlets opening into the separation space, a substantially vertical oil collecting channel having an oil outlet at its upper end communicated with the outlet of the anhydrous oil separator and one or more openings intended to pass the fluid from the most the upper part of the separation space, and at least the plate directly below each oil outlet is provided with a vertical upward partition oh, and, essentially, a vertical channel for collecting water, having an upper outlet at its lower end, communicated with an outlet of a separator for the water-enriched component, and one or more inlets for water intended for passage of fluid from lower sections dividing space, and at least the plate directly above each water inlet is provided with a vertical downward partition.

Фиг. 7 показывает вариант выполнения статичного сепаратора 410, установленного в разделительной камере 406 в расширенной секции эксплуатационной скважины (не показано). Разделительная камера 406 имеет, по существу, круглое поперечное сечение. Вертикальная скважина 408 разделительной камеры 406 образована окружающей конструкцией 409, но следует понимать, что стенка может также создаваться трубой скважины, такой как обсадная труба. Стенка разделительной камеры также образует стенку сепаратора. Статичный сепаратор 410 включает ряд наклонных, по существу, плоских пластин 430, 431, 432, расположенных, по существу, параллельно по отношению друг к другу и вертикально в пространстве на одинаковом расстоянии друг от друга. Пространство, ограниченное между двумя соседними пластинами, является разделительным пространством. Например, пластины 430, 431 образуют разделительное пространство 435, пластины 431, 432 образуют разделительное пространство 436. Под самой нижней пластиной 432 ряда пластин находится параллельная основная пластина 437. Наружный край основной пластины герметично прилегает к стенкам разделительной камеры 406. Между пластинами 432 и основной пластиной 437 образуется еще одно разделительное пространство 438.FIG. 7 shows an embodiment of a static separator 410 installed in a separation chamber 406 in an expanded section of a production well (not shown). The separation chamber 406 has a substantially circular cross section. The vertical well 408 of the separation chamber 406 is formed by the surrounding structure 409, but it should be understood that the wall can also be created by a well pipe, such as a casing. The wall of the separation chamber also forms the wall of the separator. Static separator 410 includes a series of inclined, substantially flat plates 430, 431, 432, arranged substantially parallel with each other and vertically in space at the same distance from each other. The space bounded between two adjacent plates is a separation space. For example, plates 430, 431 form a separation space 435, plates 431, 432 form a separation space 436. Under the lowest plate 432 of a row of plates there is a parallel main plate 437. The outer edge of the main plate tightly adjoins the walls of the separation chamber 406. Between the plates 432 and the main plate 437 forms another separation space 438.

Ряд пластин пересекается входной трубой 440, проходящей вертикально вниз от отверстия 442 через ряд пластин в центре разделительной камеры 406. Проход для входной трубы через пластину, например, проход 443 через пластину 431, сконструирован таким образом, что стенка входной трубы 440 герметично прилегает к пластине, например, пластине 431, таким образом предупреждая сообщение между соседними разделительными пространствами, например, разделительными пространствами 435, 436, вдоль входной трубы. Кроме того, выходная труба снабжена круглым выходным отверстием 444, 445, 446, которое открывается в разделительные пространства 435, 436, 438, соответственно. Становится ясно, что дополнительные выходные отверстия могут открываться по различным радиальным направлениям. Выходные отверстия преимущественно расположены в направлении оси горизонтальной пластины, вокруг которой пластина наклоняется, то есть на фиг. 7 это ось, перпендикулярная плоскости листа.The row of plates intersects the inlet pipe 440, which runs vertically downward from the hole 442 through a row of plates in the center of the separation chamber 406. The passage for the inlet pipe through the plate, for example, passage 443 through the plate 431, is designed so that the wall of the inlet pipe 440 tightly adheres to the plate for example, plate 431, thus preventing communication between adjacent separation spaces, for example, separation spaces 435, 436, along the inlet pipe. In addition, the outlet pipe is provided with a circular outlet 444, 445, 446, which opens into the separation space 435, 436, 438, respectively. It becomes clear that additional outlets may open in different radial directions. The outlet openings are preferably located in the direction of the axis of the horizontal plate around which the plate bends, i.e. in FIG. 7 is an axis perpendicular to the plane of the sheet.

Дальнейшие детали относительно наклонных пластин далее обсуждаются со ссылкой на фиг. 8, где схематически показаны пластины 431, 432 фиг. 7. Край 447 пластины 431 образует на верхней стороне 448 пластины 431 прямой угол 449, к которому присоединяется направленная вверх перегородка 450. На нижней части 452 край 447 образует прямой угол 454, к которому присоединяется направленная вниз перегородка 456.Further details regarding inclined plates are further discussed with reference to FIG. 8, where the plates 431, 432 of FIG. 7. The edge 447 of the plate 431 forms a right angle 449 on the upper side 448 of the plate 431, to which the upwardly directed partition 450 joins. On the lower part 452, the edge 447 forms a right angle 454, to which the downwardly directed partition 456 joins.

Обращаясь снова к фиг. 7, другие наклонные пластины ряда пластин таким же образом снабжены направленными вверх и вниз перегородками 458, 459, 460, 461 на своих верхних и нижних сторонах, соответственно. Остальные участки края каждой наклонной пластины, к которым присоединены перегородки, герметично прилегают к стенке 480.Referring again to FIG. 7, the other inclined plates of the row of plates are likewise provided with upward and downward-oriented partitions 458, 459, 460, 461 on their upper and lower sides, respectively. The remaining portions of the edge of each inclined plate to which the partitions are attached, tightly adjoin the wall 480.

Статичный сепаратор 410 также включает канал 465 сбора нефти, который образован пространственным сегментом, ограниченным направленными вверх перегородками 458, 450, 459 и стенкой 408. Канал 465 сбора нефти содержит входные отверстия для нефти, например, входное отверстие 470 для нефти, предназначенное для прохождения текучей среды из самой верхней области 472 разделительного пространстваThe static separator 410 also includes an oil collecting port 465, which is formed by a spatial segment bounded by upwardly directed partitions 458, 450, 459 and a wall 408. The oil collecting port 465 contains oil inlets, for example, an oil inlet 470 environments from the uppermost area 472 of the separation space

436. Входное отверстие для нефти образуется верхним углом 449 пластины 431 и направленной вниз перегородкой 459 пластины 432 непосредственно под входным отверстием 470 для нефти. Канал 465 сбора нефти дополнительно имеет выходное отверстие 473, сообщение с выходным отверстием 415 статичного сепаратора 410.436. An oil inlet is formed by an upper angle 449 of the plate 431 and a downwardly directed partition 459 of the plate 432 directly below the oil inlet 470. Channel 465 collection of oil additionally has an outlet 473, the message with the outlet 415 static separator 410.

Напротив канала 465 сбора нефти сепаратор 410 имеет канал 475 сбора воды, образованный пространственным сегментом, ограниченным направленными вниз перегородками 460, 456, 461 и стенкой 408. Канал 475 сбора воды имеет входные отверстия для воды, например, входное отверстие 480, предназначенное для получения текучей среды из наиболее нижней области 482 разделительного пространства 435. Входное отверстие 480 образовано нижним углом 454 пластины 431 и направленной вниз перегородкой 430 непосредственно над входным отверстием для воды 480. Канал 465 сбора нефти дополнительно содержит выходное отверстие 483, сообщенное с выходным отверстием 418 сепаратора 410.Opposite the oil collection channel 465, the separator 410 has a water collection channel 475 formed by a spatial segment bounded by downwardly directed partitions 460, 456, 461 and a wall 408. The water collection channel 475 has water inlets, for example, an inlet 480, which is designed to produce fluid medium from the lower region 482 of the separation space 435. The inlet 480 is formed by the lower angle 454 of the plate 431 and the downward partition 430 directly above the water inlet 480. The oil collecting channel 465 is added tion comprises an outlet 483 in communication with the outlet 418 of the separator 410.

Пластины 430, 431, 432 с присоединенными перегородками сконструированы таким образом, что кратчайшее горизонтальное расстояние между направленной вверх перегородкой и стенкой 408 увеличивается в направлении от дна к вершине, и кратчайшее горизонтальное расстояние между направленной вниз перегородкой и стенкой 408 увеличивается в направлении от вершины ко дну. Таким образом, площадь поперечного сечения как канала 465 для сбора нефти, так и канала 475 для сбора воды, увеличивается в направлении их выходных отверстий 473, 483 соответственно. Так как сепаратор 410 не содержит частей, которые перемещаются в процессе его нормальной эксплуатации, он представляет собой статичный сепаратор для разделения нефти и воды.Plates 430, 431, 432 with attached partitions are designed so that the shortest horizontal distance between the upward-pointing partition and the wall 408 increases in the direction from the bottom to the top, and the shortest horizontal distance between the downward-directed partition and the wall 408 increases in the direction from the top to the bottom . Thus, the cross-sectional area of both the oil collection channel 465 and the water collection channel 475 increases in the direction of their outlet openings 473, 483, respectively. Since separator 410 does not contain parts that move during its normal operation, it is a static separator for separating oil and water.

В процессе нормальной эксплуатации текучая среда проходит в статичный сепаратор 410 на его верхнем по течению конце 412, проходит во входное отверстие 440 у отверстия 442 и попадает внутрь пространств 435, 436, 437 сепаратора через выходные отверстия 444, 445 и 446. Обнаружено, что хорошие результаты разделения достигаются в том случае, если все отверстия имеют одинаковую площадь поперечного сечения. Хорошие результаты достигаются, если диаметр отверстий соответствует диаметру входной трубы, так чтобы снижение давления над отверстием было небольшим.During normal operation, the fluid passes into the static separator 410 at its upstream end 412, passes into the inlet 440 at the opening 442 and enters the spaces of the separator 435, 436, 437 through the outlet 444, 445 and 446. It was found that good separation results are achieved if all the holes have the same cross-sectional area. Good results are achieved if the diameter of the holes corresponds to the diameter of the inlet pipe, so that the pressure drop over the hole is small.

Далее будет обсужден процесс разделения. Для этого подробно рассматривается пространство 436 разделения пластинами 431, 432. В разделительном пространстве 436 образуются три слоя текучей среды: верхний слой обезвоженной нефти, средний дисперсный слой и нижний обогащенный водой слой. Слой обезвоженной нефти протекает по наиболее высокой области 472 разделительного пространства 436, которое он покидает, проходя в канал сбора нефти через входное отверстие 470. Обогащенный водой слой протекает по наиболее низкой области 485 разделительной области 436, откуда он проходит в канал сбора воды через входное отверстие 486. Разделение в пространствах 435, 436 сходно. Канал 465 сбора нефти принимает компонент обезвоженной нефти из всех разделительных пространств, и так как поперечное сечение канала расширяется в направлении выходного отверстия 473, скорость вертикального направленного вверх потока обезвоженной нефти в канале 465 может оставаться, по существу, постоянной. Из выходного отверстия 473 собранный компонент обезвоженной нефти протекает в выходное отверстие 415 сепаратора для обезвоженной нефти.The separation process will be discussed further. For this, the separation space 436 is examined in detail by the plates 431, 432. In the separation space 436, three fluid layers are formed: an upper layer of dehydrated oil, a middle dispersion layer and a lower water-rich layer. A layer of dehydrated oil flows through the highest area 472 of the separation space 436, which it leaves, passing into the oil collection channel through the inlet 470. Water-enriched layer flows through the lowest area 485 of the separation area 436, from where it passes into the water collection channel through the inlet 486. The separation in spaces 435, 436 is similar. The oil recovery channel 465 receives the dehydrated oil component from all separation spaces, and since the cross section of the channel expands toward the outlet 473, the speed of the vertical upward flow of the dewatered oil in the channel 465 may remain substantially constant. From the outlet 473, the assembled component of the dried oil flows to the outlet 415 of the separator for the dried oil.

Канал 475 сбора воды собирает обогащенный водой компонент из всех разделительных пространств, и так как поперечное сечение канала расширяется сверху вниз в направлении выходного отверстия 408, скорость вертикального направленного вниз потока обогащенного водой компонента в канале 475 может сохраняться, по существу, постоянной. Через выходное отверстие 483 собранный обогащенный водой компонент протекает в выходное отверстие 418 сепаратора для обогащенного водой компонента.The water collection channel 475 collects the water-enriched component from all separation spaces, and since the cross-section of the channel expands from top to bottom in the direction of the outlet 408, the speed of the vertical downward flow of the water-enriched component in channel 475 can be maintained substantially constant. Through the outlet 483, the collected water enriched component flows to the outlet 418 of a separator for the water enriched component.

Еще в одном варианте воплощения наклонные пластины могут иметь, по существу, форму воронок, расположенных, по существу, параллельно по отношению друг к другу, и каждая воронка снабжена центральным отверстием.In yet another embodiment, the inclined plates may have substantially the shape of funnels arranged substantially parallel to each other, and each funnel is provided with a central hole.

Благодаря установке ряда отдельных вертикально расположенных наклонных пластин может повыситься эффективность разделительной камеры, то есть меньшая высота может обеспечить такую же конкретную производительность, как меньшая разделительная камера с размещенными в ней пластинами. На практике часто может быть достигнуто снижение необходимой высоты разделительной камеры с коэффициентом в интервале от 1,5 до 6. Иногда высота разделительной камеры не является фактором, ограничивающим конструкцию скважины, и в этом случае может использоваться сепаратор без ряда пластин.By installing a series of separate vertically arranged inclined plates, the efficiency of the separation chamber can increase, that is, a lower height can provide the same specific performance as a smaller separation chamber with plates placed in it. In practice, a reduction in the required height of the separation chamber can often be achieved with a ratio in the range from 1.5 to 6. Sometimes the height of the separation chamber is not a factor limiting the well design, in which case a separator without a row of plates can be used.

Расчет основных размеров разделительной камеры производится с использованием модели дисперсионного слоя при следующих допущениях: общая скорость потока через сепаратор составляет 1000 м3/день скважинной текучей среды, содержащей 50% по объему воды при плотности сухой нефти 0,001 Па/с. В этом случае требуется разделительная камера диаметром 1 м и высотой 5 м. Для сравнения заметим, что при установке ряда платин в разделительной камере необходимая высота может быть снижена до, например, 2 м. Удобно, когда соотношение высоты к диаметру разделительной камеры меньше 6, где под диаметром понимается диаметр круга, имеющего такую же площадь поперечного сечения, как объем разделительной камеры, разделенный на ее высоту.The basic dimensions of the separation chamber are calculated using the dispersion layer model under the following assumptions: the total flow rate through the separator is 1000 m 3 / day of well fluid containing 50% by volume of water at a dry oil density of 0.001 Pa / s. In this case, a separating chamber with a diameter of 1 m and a height of 5 m is required. For comparison, we note that when installing a row of platinum in the separating chamber, the required height can be reduced to, for example, 2 m. where diameter means the diameter of a circle having the same cross-sectional area as the volume of the separation chamber divided by its height.

Понятно, что на практике при применении настоящего изобретения могут использоваться дополнительные технические измерения, которые хорошо известны в области техники, и которыми владеет эксперт. В виде примера далее будут кратко описаны некоторые из этих измерений.It is clear that in practice when applying the present invention, additional technical measurements that are well known in the technical field and which are owned by an expert can be used. As an example, some of these measurements will be briefly described below.

Скважины системы в соответствии с настоящим изобретением, или их секции могут снабжаться обсадными трубами, набивкой, прокладками, контроллерами потока, измерительным оборудованием, данными линий связи, линиями передачи энергии к подземному оборудованию или другими средствами, известными в области техники для эксплуатации и контроля системы скважин.The wells of the system in accordance with the present invention, or sections thereof, may be provided with casing, packing, gaskets, flow controllers, measuring equipment, data lines, energy transfer lines to underground equipment, or other means known in the art to operate and monitor the well system. .

В случае, когда скважинная текучая среда кроме нефти и воды также содержит газ, в нижней по течению части принимающей скважины может образоваться слой газа поверх слоя, в котором протекает оставшаяся текучая среда. Газ может снизить эффективность разделения сепаратора. В связи с этим предпочтительно сконструировать выходное отверстие для газа, соединенное с системой выведения газа в удобном участке системы.In the case when the well fluid besides oil and water also contains gas, a layer of gas can form in the downstream part of the receiving well over the layer in which the remaining fluid flows. Gas can reduce the separation efficiency of the separator. In this regard, it is preferable to design a gas outlet connected to the gas exhaust system in a convenient part of the system.

Может быть желательным производить измерения с использованием подземного оборудования. Это может быть удобным для управления и контроля работы системы.It may be desirable to make measurements using underground equipment. It may be convenient to control and monitor system operation.

Например, может быть установлено измерительное оборудование для контроля содержания нефти, газа или воды в текучей среде в определенных участках системы. Например, с помощью подходящего оборудования можно измерять содержание воды или нефти в воде без нефти, в богатом водой компоненте, в обогащенном водой компоненте или в обезвоженной нефти.For example, measuring equipment can be installed to monitor the content of oil, gas or water in a fluid in certain parts of the system. For example, with suitable equipment, it is possible to measure the content of water or oil in water without oil, in a water-rich component, in a water-enriched component, or in dehydrated oil.

Кроме того, хотя точный вертикальный уровень границы раздела между слоями различных компонентов в определенном участке системы обычно не является критичным для функционирования системы, и он может варьироваться в определенных пределах, может быть желательно измерить этот уровень детектором.In addition, although the exact vertical level of the interface between the layers of different components in a particular area of the system is usually not critical to the functioning of the system, and it can vary within certain limits, it may be desirable to measure this level with a detector.

Результат подобных измерений может, например, использоваться для контроля скорости потока текучей среды в определенных участках системы. В данной области техники хорошо известно, как контролировать скорость потока в системе по данному изобретению, например, скорость потока втекающей скважинной текучей среды, текучей среды из верхней области или из нижней области нижней по течению части принимающей скважины, воды без нефти или обезвоженной нефти. Для этого система может содержать контролируемые клапаны, насосы, ограничители, подвижные рукава, дополнительные отверстия или другие подходящие устройства.The result of such measurements can, for example, be used to control the flow rate of a fluid in certain parts of the system. It is well known in the art how to control the flow rate in the system of the invention, for example, the flow rate of a flowing well fluid, fluid from the upper region or from the lower region of the downstream part of the receiving well, water without oil or dry oil. To this end, the system may contain controlled valves, pumps, stops, moving arms, additional openings or other suitable devices.

Может быть желательным ускорить разделение компонентов текучей среды химическими или физическим средствами, например, введением химических веществ, известных в уровне техники.It may be desirable to accelerate the separation of fluid components by chemical or physical means, for example, by the introduction of chemicals known in the art.

В случае, когда наклонная секция скважины приспособлена для первичного разделения скважинной текучей среды, удобно установить на нижнем по течению конце наклонной секции, в участке выше по течению и вокруг вторичного сепаратора, по существу, горизонтальную секцию, длина которой может достигать, например, 10 м.In the case when the inclined section of the well is adapted for primary separation of the well fluid, it is convenient to install an essentially horizontal section on the lower stream end of the inclined section, in the upstream section and around the secondary separator, the length of which can reach, for example, 10 m .

Понятно, что вода без нефти может вводиться в подземное месторождение, из которого удалена скважинная текучая среда. Таким образом, введение воды без нефти может служить средством поддержания давления в подземном месторождении.It is understood that water without oil may be introduced into an underground field from which well fluid has been removed. Thus, the introduction of water without oil can serve as a means of maintaining pressure in an underground field.

Так, настоящее изобретение создает систему для добычи нефти из подземного месторождения, в которой нефть может обезвоживаться под поверхностью земли таким образом, что концентрация воды полученной нефти является настолько низкой, что нет необходимости в дополнительном обезвоживании нефти на поверхности перед ее транспортировкой из эксплуатируемой скважины.Thus, the present invention creates a system for extracting oil from an underground field, in which oil can be dehydrated under the surface of the earth in such a way that the water concentration of the produced oil is so low that there is no need for additional dehydration of the oil on the surface before it is transported from the well in operation.

Claims (20)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Система для добычи обезвоженной нефти из подземного месторождения, содержащая эксплуатационную скважину, спускающуюся вниз с поверхности земли и имеющую входное отверстие под поверхностью земли, принимающую скважину, проходящую в подземное месторождение, способную принимать из него скважинную текучую среду и имеющую нижнюю по течению часть, содержащую, по существу, горизонтальную или наклонную секцию для первичного разделения скважинной текучей среды на нефть и воду, систему выведения воды, имеющую верхний по течению конец, принимающий текучую среду из нижней области нижней по течению части принимающей скважины при нормальной эксплуатации, и вторичный подземный сепаратор для разделения нефти и воды, отличающаяся тем, что вторичный подземный сепаратор имеет верхний по течению конец, способный в процессе нормальной эксплуатации принимать текучую среду из верхней секции нижней по течению части принимающей скважины, и выходное отверстие для обезвоженной нефти, сообщенное с входным отверстием эксплуатационной скважины, и выходное отверстие для обогащенного водой компонента, сообщенное с системой выведения.1. A system for producing dehydrated oil from an underground field, comprising a production well that goes down from the surface of the earth and has an inlet below the surface of the earth, a well that passes into an underground field, capable of receiving downhole fluid from it, and having a downstream portion, comprising a substantially horizontal or inclined section for primary separation of the wellbore fluid into oil and water, a water withdrawal system having an upstream end, receiving fluid from the lower region of the downstream part of the receiving well during normal operation, and a secondary underground separator for separating oil and water, characterized in that the secondary underground separator has an upstream end capable of receiving fluid from the upper section during normal operation the downstream part of the receiving well, and an outlet for dehydrated oil, in communication with the inlet of the production well, and the outlet for water-enriched component communicated with the withdrawal system. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что система выведения воды содержит средства для выведения текучей среды из нижней области и обогащенного водой компонента в подземный источник.2. The system according to claim 1, characterized in that the water removal system comprises means for removing fluid from the lower region and the water-rich component to an underground source. 3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит соединяющую скважину, имеющую входное отверстие для принятия текучей среды из нижней области нижней по течению части принимающей скважины, и выходное отверстие, сообщенное с системой выведения воды.3. The system according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a connecting well having an inlet for receiving fluid from the lower region of the downstream part of the receiving well, and an outlet in communication with the water removal system. 4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что система выведения воды содержит скважину для выведения воды, являющуюся ответвлением принимающей скважины.4. The system according to claim 1 or 2, characterized in that the water withdrawal system comprises a water withdrawal well, which is a branch of the receiving well. 5. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что система выведения воды содержит скважину для выведения воды, имеющую наклон вниз в направлении потока жидкости.5. The system according to claim 1 or 2, characterized in that the water removal system comprises a well for removing water, having a downward slope in the direction of fluid flow. 6. Система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит дополнительную принимающую скважину, предназначенную для получения скважинной текучей среды из подземного месторождения и имеющую нижнюю по течению часть, сообщенную с нижней по течению частью принимающей скважины.6. The system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises an additional receiving well, designed to receive downhole fluid from an underground field and having a downstream part in communication with the downstream part of the receiving well. 7. Система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что дополнительно включает оборудование для подземного измерения для измерения характеристик текучей среды в определенных участках системы.7. The system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it further includes equipment for underground measurement for measuring the characteristics of the fluid in certain parts of the system. 8. Система по п.7, отличающаяся тем, что характеристикой является концентрация компонента в текучей среде.8. The system according to claim 7, characterized in that the characteristic is the concentration of the component in the fluid. 9. Система по п.7, отличающаяся тем, что характеристикой является вертикальный уровень границы раздела между слоями различных компонентов скважинной текучей среды в определенных участках системы.9. The system according to claim 7, characterized in that the characteristic is the vertical level of the interface between the layers of various components of the downhole fluid in certain parts of the system. 10. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства контроля потока текучей среды в определенных участках системы.10. The system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it further comprises means for controlling the flow of fluid in certain parts of the system. 11. Система по любому из пп.7-9, отличающаяся тем, что имеет средства контроля потока текучей среды в определенных участках системы, и данные, полученные от подземного измерительного оборудования, используются как входные данные для контроля потока текучей среды.11. The system according to any one of claims 7 to 9, characterized in that it has means for controlling the flow of fluid in certain parts of the system, and the data obtained from the underground measuring equipment is used as input to control the flow of the fluid. 12. Система по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что вторичный подземный сепаратор для разделения нефти и воды выбран из группы, состоящей из циклонного, смешанного или статичного сепаратора.12. The system according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the secondary underground separator for separating oil and water is selected from the group consisting of a cyclone, mixed or static separator. 13. Система по п.12, отличающаяся тем, что вторичный сепаратор представляет собой статичный сепаратор, установленный в разделительной камере, и высота разделительной камеры больше, чем толщина дисперсионного слоя, образуемого при нормальных условиях эксплуатации.13. The system according to item 12, wherein the secondary separator is a static separator installed in the separation chamber, and the height of the separation chamber is greater than the thickness of the dispersion layer formed under normal operating conditions. 14. Система по п.13, отличающаяся тем, что статичный сепаратор содержит средства для распределения потока, предназначенные для распределения при предусмотренном вертикальном расположении скважинной текучей среды, проходящей через входное отверстие сепаратора над областью поперечного сечения разделительной камеры.14. The system according to item 13, wherein the static separator contains means for distributing the flow, intended for distribution with the provided vertical arrangement of the borehole fluid passing through the inlet of the separator over the cross-sectional area of the separation chamber. 15. Система по п.13 или 14, отличающаяся тем, что статичный сепаратор дополнительно содержит средства определения уровня и контроля потока для поддерживания в процессе нормальной эксплуатации границы раздела между двумя слоями текучей среды и предусмотренным уровнем.15. The system according to item 13 or 14, characterized in that the static separator further comprises means for determining the level and control the flow to maintain during normal operation the interface between the two layers of fluid and the intended level. 16. Система по п.13, отличающаяся тем, что статичный сепаратор дополнительно содержит ряд вертикально отдельно расположенных наклонных пластин, имеющих между каждой парой соседних пластин разделительное пространство, по существу, вертикальную входную трубу, сообщенную с верхним по течению концом сепаратора, пересекающую ряд пластин, приспособленную для получения текучей среды из верхней области нижней части принимающей скважины на ее нижнем конце и снабженную одним или несколькими выходами для текучей среды, открывающимися в разделительное пространство, по существу, вертикальный собирающий нефть канал, имеющий выходное отверстие для нефти на своем верхнем конце, сообщенное с выходным отверстием сепаратора для обезвоженной нефти, и одно или несколько входных отверстий, предназначенных для прохождения текучей среды из наиболее верхней области разделительного пространства, причем, по крайней мере, пластина непосредственно под каждым выходным отверстием для нефти снабжена вертикальной направленной вверх перего родкой, и, по существу, вертикальный канал для сбора воды, имеющий верхнее выходное отверстие на своем нижнем конце, сообщенное с выходным отверстием сепаратора для обогащенного водой компонента, и одно или несколько входных отверстий для воды, предназначенных для прохождения текучей среды из наиболее нижних областей разделительного пространства, причем, по крайней мере, пластина непосредственно над каждым входным отверстием для воды снабжена вертикальной направленной вниз перегородкой.16. The system of claim 13, wherein the static separator further comprises a series of vertically separate inclined plates having between each pair of adjacent plates a dividing space, a substantially vertical inlet pipe in communication with the upstream end of the separator intersecting the row of plates adapted to receive fluid from the upper region of the lower part of the receiving well at its lower end and provided with one or more outlets for the fluid opening in the separator the space, essentially a vertical oil-collecting channel having an oil outlet at its upper end, in communication with the outlet of the dehydrated oil separator, and one or more inlets intended for the passage of fluid from the uppermost region of the separation space, at least the plate immediately below each oil outlet is provided with a vertical upwardly baffle and, essentially, a vertical channel for collecting water, having an upper outlet at its lower end, in communication with the outlet of the separator for the water-enriched component, and one or more water inlets for the passage of fluid from the lowermost regions of the separation space, with at least a plate directly above each the water inlet is provided with a vertical downward-directed partition. 17. Система по п.16, отличающаяся тем, что наклонные пластины являются, по существу, плоскими и установлены, по существу, параллельно относительно друг друга, и каждая наклонная пластина снабжена направленной вниз перегородкой, соединенной с краем нижней стороны наклонной пластины, и направленной вверх перегородкой, соединенной с краем верхней стороны наклонной пластины, при этом остальная часть края герметично прилегает к стенке разделительной камеры, причем канал сбора нефти образуется как пространство, ограниченное направленными вверх перегородками и стенкой, и канал сбора воды образуется как пространство, ограниченное направленными вниз перегородками и стенкой.17. The system according to clause 16, wherein the inclined plates are essentially flat and mounted essentially parallel to each other, and each inclined plate is provided with a downwardly directed partition connected to the edge of the lower side of the inclined plate, and directed upward by a partition connected to the edge of the upper side of the inclined plate, while the rest of the edge is hermetically adjacent to the wall of the separation chamber, and the oil collection channel is formed as a space bounded upward the partitions and the wall, and the water collection channel is formed as a space bounded by downwardly directed partitions and the wall. 18. Система по п.16, отличающаяся тем, что наклонные пластины имеют, по существу, форму воронок, расположенных, по существу, параллельно относительно друг друга, и каждая воронка имеет центральное отверстие.18. The system of clause 16, wherein the inclined plates are essentially the shape of funnels located essentially parallel to each other, and each funnel has a Central hole. 19. Система по любому из пп.13-18, отличающаяся тем, что разделительная камера имеет соотношение высоты к диаметру меньше 6.19. The system according to any one of paragraphs.13-18, characterized in that the separation chamber has a height to diameter ratio of less than 6. 20. Система по любому из пп.1-19, отличающаяся тем, что вторичный подземный сепаратор для разделения нефти и воды установлен в расширенной секции эксплуатационной скважины.20. The system according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the secondary underground separator for separating oil and water is installed in the extended section of the production well.
EA200200669A 1999-12-14 2000-12-14 System for producing de-watered oil from an underground formation EA003315B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99204300 1999-12-14
EP00305704 2000-07-06
PCT/EP2000/012862 WO2001044620A1 (en) 1999-12-14 2000-12-14 System for producing de-watered oil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200200669A1 EA200200669A1 (en) 2002-12-26
EA003315B1 true EA003315B1 (en) 2003-04-24

Family

ID=26073227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200200669A EA003315B1 (en) 1999-12-14 2000-12-14 System for producing de-watered oil from an underground formation

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1240408B1 (en)
CN (1) CN1246567C (en)
AU (1) AU767553B2 (en)
BR (1) BR0016375A (en)
CA (1) CA2393406C (en)
DE (1) DE60014432D1 (en)
EA (1) EA003315B1 (en)
MX (1) MXPA02005652A (en)
NO (1) NO20022812L (en)
OA (1) OA12123A (en)
WO (1) WO2001044620A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8297377B2 (en) 1998-11-20 2012-10-30 Vitruvian Exploration, Llc Method and system for accessing subterranean deposits from the surface and tools therefor
US7048049B2 (en) 2001-10-30 2006-05-23 Cdx Gas, Llc Slant entry well system and method
US6280000B1 (en) 1998-11-20 2001-08-28 Joseph A. Zupanick Method for production of gas from a coal seam using intersecting well bores
US7025154B2 (en) 1998-11-20 2006-04-11 Cdx Gas, Llc Method and system for circulating fluid in a well system
US6988548B2 (en) * 2002-10-03 2006-01-24 Cdx Gas, Llc Method and system for removing fluid from a subterranean zone using an enlarged cavity
NO326586B1 (en) 2005-05-02 2009-01-12 Norsk Hydro As Pipe separator.
GB2484525A (en) 2010-10-14 2012-04-18 Apec Ltd Gravity separation of water from production fluid in a wellbore
RU2504646C1 (en) * 2012-07-27 2014-01-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of oil deposit development using flooding
RU2733563C2 (en) * 2018-12-04 2020-10-05 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of producing bituminous oil from a horizontal well

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4390067A (en) * 1981-04-06 1983-06-28 Exxon Production Research Co. Method of treating reservoirs containing very viscous crude oil or bitumen
FR2603205A1 (en) * 1986-08-29 1988-03-04 Elf Aquitaine Downhole separation of fluids in oil wells
FR2603206A1 (en) * 1986-08-29 1988-03-04 Elf Aquitaine Downhole separation of fluids in oil wells
US5402851A (en) * 1993-05-03 1995-04-04 Baiton; Nick Horizontal drilling method for hydrocarbon recovery
US5443120A (en) * 1994-08-25 1995-08-22 Mobil Oil Corporation Method for improving productivity of a well
US5715891A (en) * 1995-09-27 1998-02-10 Natural Reserves Group, Inc. Method for isolating multi-lateral well completions while maintaining selective drainhole re-entry access
WO1998025005A1 (en) * 1996-12-02 1998-06-11 Kelley & Sons Group International, Inc. Method and apparatus for increasing fluid recovery from a subterranean formation
WO1998041304A1 (en) * 1997-03-19 1998-09-24 Norsk Hydro Asa A method and device for the separation of a fluid in a well
WO1998050679A1 (en) * 1997-05-01 1998-11-12 Amoco Corporation Communicating horizontal well network
GB2326895A (en) * 1997-07-03 1999-01-06 Schlumberger Ltd Separation of oil-well fluid mixtures by gravity
US5857519A (en) * 1997-07-31 1999-01-12 Texaco Inc Downhole disposal of well produced water using pressurized gas
US5992521A (en) * 1997-12-02 1999-11-30 Atlantic Richfield Company Method and system for increasing oil production from an oil well producing a mixture of oil and gas

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4390067A (en) * 1981-04-06 1983-06-28 Exxon Production Research Co. Method of treating reservoirs containing very viscous crude oil or bitumen
FR2603205A1 (en) * 1986-08-29 1988-03-04 Elf Aquitaine Downhole separation of fluids in oil wells
FR2603206A1 (en) * 1986-08-29 1988-03-04 Elf Aquitaine Downhole separation of fluids in oil wells
US5402851A (en) * 1993-05-03 1995-04-04 Baiton; Nick Horizontal drilling method for hydrocarbon recovery
US5443120A (en) * 1994-08-25 1995-08-22 Mobil Oil Corporation Method for improving productivity of a well
US5715891A (en) * 1995-09-27 1998-02-10 Natural Reserves Group, Inc. Method for isolating multi-lateral well completions while maintaining selective drainhole re-entry access
WO1998025005A1 (en) * 1996-12-02 1998-06-11 Kelley & Sons Group International, Inc. Method and apparatus for increasing fluid recovery from a subterranean formation
WO1998041304A1 (en) * 1997-03-19 1998-09-24 Norsk Hydro Asa A method and device for the separation of a fluid in a well
WO1998050679A1 (en) * 1997-05-01 1998-11-12 Amoco Corporation Communicating horizontal well network
GB2326895A (en) * 1997-07-03 1999-01-06 Schlumberger Ltd Separation of oil-well fluid mixtures by gravity
US5857519A (en) * 1997-07-31 1999-01-12 Texaco Inc Downhole disposal of well produced water using pressurized gas
US5992521A (en) * 1997-12-02 1999-11-30 Atlantic Richfield Company Method and system for increasing oil production from an oil well producing a mixture of oil and gas

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001044620A1 (en) 2001-06-21
CA2393406C (en) 2008-11-25
NO20022812D0 (en) 2002-06-13
NO20022812L (en) 2002-06-13
AU2366301A (en) 2001-06-25
CA2393406A1 (en) 2001-06-21
AU767553B2 (en) 2003-11-13
CN1409799A (en) 2003-04-09
EP1240408B1 (en) 2004-09-29
OA12123A (en) 2006-05-05
EA200200669A1 (en) 2002-12-26
BR0016375A (en) 2002-08-27
DE60014432D1 (en) 2004-11-04
EP1240408A1 (en) 2002-09-18
CN1246567C (en) 2006-03-22
MXPA02005652A (en) 2002-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6547005B2 (en) System and a method of extracting oil
US5762149A (en) Method and apparatus for well bore construction
CN1128648C (en) A method and device for the separation of a fluid in a well
WO2003062597A1 (en) Device and method for counter-current separation of well fluids
EP2934714B1 (en) Inclined tubular separator for separating oil well substances
RU2268999C2 (en) Well and method for oil production from underground reservoir with the use of the well
EA003315B1 (en) System for producing de-watered oil from an underground formation
CA2041479C (en) Apparatus for separating solids from well fluids
AU2001283936A1 (en) Apparatus and method for downhole fluid separation
RU2003103440A (en) INSTALLATION AND METHOD FOR SEPARATION OF A BOREHOLE FLUID
US20050274515A1 (en) Method and system for producing gas and liquid in a subterranean well
US7017663B2 (en) System for producing de-watered oil
RU2695207C2 (en) Phase separator using pressure differences
RU2713544C1 (en) Method for discharge of associated-produced water and gas separately in cluster of wells of oil deposit
US9127547B2 (en) Chemical delivery apparatus, system, and method for hydrocarbon production
AU712601B2 (en) Method for downhole cyclone separation
RU2806441C2 (en) Method for field preparation of oil-containing formation mixture and device for its implementation
RU2763097C1 (en) Method for preliminary discharge of produced water and a pipe phase divider for its implementation
WO2008085318A1 (en) Method of collecting crude oil and crude oil collection header apparatus
EP1184538A1 (en) System for downhole separation
RU2516171C1 (en) Downhole separation unit
NO319807B1 (en) Gravity separator device for downhole separation of source fluids, and method for downhole gravity separation of source fluids.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU