RU2481470C1 - Downhole separator for separating water and gas and oil mixture - Google Patents

Downhole separator for separating water and gas and oil mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2481470C1
RU2481470C1 RU2012127856/03A RU2012127856A RU2481470C1 RU 2481470 C1 RU2481470 C1 RU 2481470C1 RU 2012127856/03 A RU2012127856/03 A RU 2012127856/03A RU 2012127856 A RU2012127856 A RU 2012127856A RU 2481470 C1 RU2481470 C1 RU 2481470C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
tubing string
oil
tubing
larger diameter
Prior art date
Application number
RU2012127856/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наиль Габдулбариевич Ибрагимов
Миргазиян Закиевич Тазиев
Айрат Рафкатович Рахманов
Равиль Нурович Ахмадиев
Мирзахан Атакиши оглы Джафаров
Николай Максимович Коляда
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
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 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2012127856/03A priority Critical patent/RU2481470C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2481470C1 publication Critical patent/RU2481470C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: downhole separator for separating water and gas and oil mixture includes stepped tubing string with electric submersible pump. It includes separating chamber, through channel for oil and inlet holes for water. As separating chamber it contains tubing string of larger diameter. Inside the tubing string of larger diameter there is a short tubing string of smaller diameter. The tubing strings of smaller diameter are located near the mouth at the area of well bore with inclination angle more than 3 degrees. Note that the tubing string of smaller diameter is equipped with a shank plugged from the bottom end with two rows of inlet holes along the whole length for water supply. The shank is connected to it by high pressure sleeve. The shank from the holes side is located at the bottom forming internal surface and at the distance from the bottom end of the tubing string of larger diameter.
EFFECT: separation and extraction of small volumes of oil from large volumes of water due to process performance in inclined area of the well.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение в системе поддержания пластового давления при межскважинной перекачке воды для отделения дисперсно-капельной нефти от добываемой продукции водозаборной скважины с небольшим наклоном, перешедшей из категории бывшей нефтедобывающей из-за обводнения продуктивного пласта.The present invention relates to the oil industry and may find application in a system for maintaining reservoir pressure during cross-hole pumping of water to separate dispersed-droplet oil from produced products of a water well with a slight slope, which has passed from the category of the former oil producing due to flooding of the reservoir.

Известна установка для разделения скважинного флюида, включающая разделительную камеру, в которой расположен статический сепаратор для отделения воды от нефти, включающий выпускное отверстие для приема скважинного флюида из выпускного участка скважины под разделительной камерой, выпускное отверстие для обогащенного нефтью компонента, открывающееся в участок скважины над разделительной камерой и выпускное отверстие для обогащенного водой компонента, открывающееся в спускной участок скважины под разделительной камерой, причем высота разделительной камеры больше толщины прослоя дисперсии, который образуется в ней при нормальных эксплуатационных условиях (Патент РФ №2268999, опубл. 20.07.2004).A well-known installation for separating well fluid, including a separation chamber, in which a static separator is located for separating water from oil, including an outlet for receiving well fluid from an outlet section of a well below a separation chamber, an outlet for an oil-enriched component opening into a section of a well above the separation a chamber and an outlet for a water-enriched component opening in a well outlet section below the separation chamber, and high and the thickness of the separation chamber interlayer dispersion which is formed therein under normal operating conditions (RF Patent №2268999, publ. 20.07.2004).

Известное устройство предназначено для разделения большого содержания нефти в составе добываемого флюида и имеет сложную конструкцию.The known device is designed to separate a high oil content in the produced fluid and has a complex structure.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является скважинный сепаратор, включающий разделительную камеру, выпускное отверстие для нефти над разделительной камерой и выпускное отверстие для воды под разделительной камерой. В качестве разделительной камеры используется нижняя часть скважины, ограниченная обсадной колонной и разделительной манжетой, которая установлена на хвостовике, прикрепленном к погружному электродвигателю электроцентробежного насоса, подвешенного в скважине на колонне насосно-компрессорных труб. Хвостовик в нижней части под разделительной манжетой снабжен ограничителем, а в верхней части над разделительной манжетой - выпускным отверстием для воды. В качестве выпускного отверстия для нефти использована отводящая трубка с окнами и патрубками для сообщения пространства под разделительной манжетой и пространства выше приема электроцентробежного насоса (Патент РФ №2291291, опубл. 10.01.2007 - прототип).Closest to the proposed invention in technical essence is a downhole separator comprising a separation chamber, an oil outlet above the separation chamber, and a water outlet under the separation chamber. As the separation chamber, the lower part of the well is used, bounded by a casing string and a separation cuff, which is mounted on a liner attached to a submersible electric motor of an electric centrifugal pump suspended in the well on a tubing string. The shank in the lower part under the separation cuff is equipped with a stopper, and in the upper part above the separation cuff, there is a water outlet. As an outlet for oil, a discharge tube with windows and pipes was used to communicate the space under the separation sleeve and the space above the reception of the electric centrifugal pump (RF Patent No. 2291291, publ. 10.01.2007 - prototype).

Известное устройство предназначено для разделения большого содержания нефти в составе добываемого флюида.The known device is intended for the separation of a high oil content in the produced fluid.

В предложенном изобретении решается задача отделения и отбора малых объемов нефти от больших объемов воды за счет проведения процесса в наклонном участке скважины.The proposed invention solves the problem of separation and selection of small volumes of oil from large volumes of water due to the process in an inclined section of the well.

Задача решается тем, что внутрискважинный сепаратор для разделения водогазонефтяной смеси, включающий ступенчатую колонну насосно-компрессорных труб с электропогружным насосом, разделительную камеру, проходной канал для нефти и впускные отверстия для воды, согласно изобретению в качестве разделительной камеры содержит колонну насосно-компрессорных труб большего диаметра с расположенной в ней короткой колонной насосно-компрессорных труб меньшего диаметра, которые расположены вблизи от устья в участке ствола скважины с зенитным углом более 3 градусов, при этом колонна насосно-компрессорных труб меньшего диаметра снабжена заглушенным с нижнего конца хвостовиком с двумя рядами впускных отверстий по всей длине для поступления воды, соединенным с ней рукавом высокого давления, а хвостовик со стороны отверстий расположен на нижней образующей внутренней поверхности и на расстоянии от нижнего конца колонны насосно-компрессорных труб большего диаметра.The problem is solved in that the downhole separator for separating the water-gas mixture, including a stepped column of tubing with an electric submersible pump, a separation chamber, an oil passage and water inlets, according to the invention, comprises a tubing string of larger diameter as a separation chamber with a short column of tubing of smaller diameter located in it, which are located close to the mouth in the section of the borehole with an antiaircraft angle m more than 3 degrees, while the tubing string of smaller diameter is equipped with a liner plugged from the lower end with two rows of inlet openings along the entire length for water intake connected to it by a high pressure sleeve, and the liner from the side of the holes is located on the lower generatrix of the inner surface and at a distance from the lower end of the tubing string of larger diameter.

На фиг.1 представлен заявленный внутрискважинный сепаратор; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1.Figure 1 presents the claimed downhole separator; figure 2 is a cross section aa in figure 1.

Внутрискважинный сепаратор содержит ступенчатую подвеску колонны насосно-компрессорных труб 1 с подсоединенным к нижней части электропогружным насосом (на фиг. не показан), спущенную в эксплуатационную колонну наклонной скважины 2. Верхняя часть подвески состоит из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) большого диаметра 3 и размещенной в ней короткой колонной НКТ меньшего диаметра 4, которая расположена вблизи от устья скважины с зенитным углом более 3°.The downhole separator comprises a stepwise suspension of the tubing string 1 with an electric submersible pump connected to the lower part (not shown in FIG.), Lowered into the production string of the deviated well 2. The upper part of the suspension consists of a large diameter tubing string (tubing) 3 and placed in it a short string of tubing of smaller diameter 4, which is located near the wellhead with an zenith angle of more than 3 °.

Колонна НКТ меньшего диаметра 4 снабжена заглушенным с нижнего конца хвостовиком 5 с двумя рядами впускных отверстий 6 по всей длине для поступления добываемой воды, соединенным с ней рукавом высокого давления (армированный резиновый шланг) 7. Хвостовик 5 со стороны отверстий 6 располагается на нижней образующей внутренней поверхности 8 и на некотором расстоянии от нижнего конца колонны НКТ большего диаметра 3, в которой происходит гравитационное разделение нефти и воды. Отделенная нефть движется по верхней образующей поверхности 9 колонны НКТ большего диаметра 3.The tubing string of a smaller diameter 4 is equipped with a liner 5 blanked from the lower end with two rows of inlet openings 6 along the entire length for the flow of produced water, connected to it by a high pressure hose (reinforced rubber hose) 7. The shank 5 from the side of the openings 6 is located on the lower generatrix of the inner surface 8 and at a certain distance from the lower end of the tubing string of larger diameter 3, in which the gravitational separation of oil and water occurs. The separated oil moves along the upper forming surface 9 of the tubing string of a larger diameter 3.

Внутрискважинный сепаратор работает следующим образом.The downhole separator operates as follows.

Для того чтобы отверстия 6 хвостовика 5 располагались на нижней образующей внутренней поверхности 8 колонны НКТ большего диаметра 3, при компоновке оборудования соблюдают азимутально-ориентированный спуск путем отметки каждой трубы колонны НКТ меньшего диаметра 3 и хвостовика 5 в соответствии с азимутом кривизны ствола скважины. Соединение хвостовика 5 с колонной НКТ меньшего диаметра 4 при помощи рукава высокого давления позволяет хвостовику всегда укладываться на нижней образующей поверхности колонны НКТ большего диаметра 3.In order for the holes 6 of the liner 5 to be located on the lower generatrix of the inner surface 8 of the tubing string of a larger diameter 3, azimuthally oriented descent is observed when assembling the equipment by marking each pipe of the tubing string of a smaller diameter 3 and liner 5 in accordance with the azimuth of the borehole curvature. The connection of the shank 5 with the tubing string of a smaller diameter 4 using a high pressure sleeve allows the shank to always be laid on the lower forming surface of the tubing string of a larger diameter 3.

Длина хвостовика 5 выбирается исходя из производительности насоса таким образом, чтобы количество и диаметр отверстий 6 обеспечивали бы распределение парциальных расходов потока воды в каждой горизонтальной плоскости расположения отверстий 6 без захвата дисперсных капель нефти.The length of the shank 5 is selected based on the performance of the pump so that the number and diameter of the holes 6 would ensure the distribution of the partial flow rate of the water flow in each horizontal plane of the location of the holes 6 without trapping dispersed oil droplets.

В процессе работы электроцентробежного насоса (на фиг. не показан) восходящий поток воды с нефтяными каплями движется по колонне НКТ 1. Поток, поступая в колонну НКТ большего диаметра 3, находящейся в зоне кривизны скважины, снижает скорость. При движении дисперсной структуры водонефтяной смеси до хвостовика 5 благодаря гравитации нефтяные капли всплывают восходящем потоке и при слиянии этих капель образуется тонкая струя нефти, движущаяся вдоль верхней образующей поверхности колонны НКТ большего диаметра 3. При этом поток воды движется по нижней образующей поверхности колоны НКТ большого диаметра 3 и, проходя вдоль хвостовика 5 на каждой горизонтальной плоскости расположения отверстия 6, парциально равномерно распределяется. Причем скорость движения восходящего потока вдоль хвостовика 5 после прохождения каждой плоскости отверстий 6 снижается за счет парциального отбора воды, а внутри хвостовика 5 - увеличивается за счет вновь поступающей порции воды. Благодаря расположению отверстий 6 хвостовика 5 на нижней образующей поверхности НКТ большого диаметра 3, парциальный отбор незначительного количества воды из потока в каждой поперечной плоскости не нарушает цельности струи и изменения направления движения капель нефти. Вода через рукав высокого давления 7 поднимается по колонне НКТ меньшего диаметра 4 к устью скважины, а нефть - по колонне НКТ большего диаметра 3.During operation of the electric centrifugal pump (not shown in FIG.), An upward flow of water with oil drops moves along the tubing string 1. The flow entering the tubing string of a larger diameter 3 located in the borehole curvature reduces the speed. When the dispersed structure of the oil-water mixture moves to the liner 5 due to gravity, the oil droplets float upstream and when these droplets merge, a thin stream of oil forms along the upper forming surface of the tubing string of larger diameter 3. In this case, the water flow moves along the lower forming surface of the tubing string of large diameter 3 and, passing along the shank 5 on each horizontal plane of the hole 6, is partially distributed evenly. Moreover, the speed of the upward flow along the shank 5 after passing through each plane of the holes 6 is reduced due to the partial selection of water, and inside the shank 5 is increased due to the newly incoming portion of water. Due to the location of the holes 6 of the shank 5 on the lower forming surface of the tubing of large diameter 3, the partial selection of a small amount of water from the flow in each transverse plane does not violate the integrity of the jet and the change in the direction of movement of the oil droplets. Water through the high pressure hose 7 rises along the tubing string of a smaller diameter 4 to the wellhead, and oil - through the tubing string of a larger diameter 3.

В процессе эксплуатации добываемая вода из скважины-донора (водозаборной) по выкидной и водопроводной линии закачивается в нагнетательные скважины. При этом ограниченный объем нефти добывается по колонне НКТ большего диаметра путем регулирования отбора жидкости штуцером на устье скважины и направляется в нефтепровод. По предварительным исследованиям содержания нефти в добываемой жидкости скважины-донора определяется необходимая суточная добыча нефти по линии отбора нефтепроводом. При этом оптимальным является увеличение количества суточного отбора жидкости по нефтепроводу на 30-50%, чем это требуется по результатам определения содержания нефти в добываемой воде. Это позволяет исключить попадание нефти в водопровод и добывать из продукции скважины-донора нефть с приемлемым содержанием воды.During operation, the produced water from the donor well (water intake) is pumped into the injection wells through the flow and water lines. At the same time, a limited amount of oil is produced through a larger diameter tubing string by regulating the selection of fluid by a fitting at the wellhead and sent to the pipeline. According to preliminary studies of the oil content in the produced fluid of the donor well, the necessary daily oil production is determined by the pipeline selection line. At the same time, it is optimal to increase the amount of daily fluid withdrawal by the pipeline by 30-50% than is required by the results of determining the oil content in the produced water. This makes it possible to exclude oil from entering the water supply system and to extract oil with an acceptable water content from the products of the donor well.

Несложная конструкция внутрискважинного оборудования предлагаемого сепаратора позволяет использовать его для разделения дисперсной структуры капельной нефти и газа от добываемой воды в стволе скважин-доноров с зенитным углом более 3 градусов, что составляет достаточное количество из фонда этой категории скважин на месторождениях Татарстана.The simple design of the downhole equipment of the proposed separator allows it to be used to separate the dispersed structure of drip oil and gas from produced water in the donor well bore with an zenith angle of more than 3 degrees, which is a sufficient amount from the stock of this category of wells in the fields of Tatarstan.

Реализация внутрискважинного разделения нефти и воды с отбором нефти и, в том числе, газа из добываемой воды скважин-доноров с использованием предлагаемого скважинного сепаратора позволяет сохранить приемистость нагнетательных скважин за счет очистки закачиваемой воды от нефтепродуктов и добыть дополнительный объем нефти из водозаборных скважин.The implementation of downhole separation of oil and water with the selection of oil and, in particular, gas from produced water from donor wells using the proposed downhole separator allows preserving the injectivity of injection wells by purifying injected water from oil products and extracting additional oil from water wells.

Claims (1)

Внутрискважинный сепаратор для разделения водогазонефтяной смеси, включающий ступенчатую колонну насосно-компрессорных труб с электропогружным насосом, разделительную камеру, проходной канал для нефти и впускные отверстия для воды, отличающийся тем, что в качестве разделительной камеры содержит колонну насосно-компрессорных труб большего диаметра с расположенной в ней короткой колонной насосно-компрессорных труб меньшего диаметра, которые расположены вблизи от устья в участке ствола скважины с зенитным углом более 3°, при этом колонна насосно-компрессорных труб меньшего диаметра снабжена заглушенным с нижнего конца хвостовиком с двумя рядами впускных отверстий по всей длине для поступления воды, соединенным с ней рукавом высокого давления, а хвостовик со стороны отверстий расположен на нижней образующей внутренней поверхности и на расстоянии от нижнего конца колонны насосно-компрессорных труб большего диаметра. An downhole separator for separating a water-gas mixture, including a stepped column of tubing with an electric submersible pump, a separation chamber, an oil feed passage and water inlets, characterized in that it comprises a tubing string of a larger diameter with a her short string of tubing of smaller diameter, which are located near the mouth in the section of the wellbore with an zenith angle of more than 3 °, while on tubing of smaller diameter is equipped with a liner plugged from the lower end with two rows of inlet openings along the entire length for water intake, connected to it by a high pressure sleeve, and the liner from the openings is located on the lower generatrix of the inner surface and at a distance from the lower end of the column tubing of larger diameter.
RU2012127856/03A 2012-07-05 2012-07-05 Downhole separator for separating water and gas and oil mixture RU2481470C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127856/03A RU2481470C1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Downhole separator for separating water and gas and oil mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127856/03A RU2481470C1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Downhole separator for separating water and gas and oil mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2481470C1 true RU2481470C1 (en) 2013-05-10

Family

ID=48789541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012127856/03A RU2481470C1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Downhole separator for separating water and gas and oil mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2481470C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685383C1 (en) * 2018-02-22 2019-04-17 Игорь Александрович Малыхин Gravity separator for horizontal wells
RU2713820C1 (en) * 2019-04-02 2020-02-07 Юрий Александрович Осипов Oil and water inflow selector in horizontal wells

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1601360A1 (en) * 1988-08-10 1990-10-23 Сахалинский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Gas separator
US5443120A (en) * 1994-08-25 1995-08-22 Mobil Oil Corporation Method for improving productivity of a well
GB2326895A (en) * 1997-07-03 1999-01-06 Schlumberger Ltd Separation of oil-well fluid mixtures by gravity
RU2290505C1 (en) * 2005-12-06 2006-12-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Well device for separation of oil and water
RU2291291C1 (en) * 2005-10-21 2007-01-10 ОАО "Татнефть" им. В.Д. Шашина Well separator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1601360A1 (en) * 1988-08-10 1990-10-23 Сахалинский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Gas separator
US5443120A (en) * 1994-08-25 1995-08-22 Mobil Oil Corporation Method for improving productivity of a well
GB2326895A (en) * 1997-07-03 1999-01-06 Schlumberger Ltd Separation of oil-well fluid mixtures by gravity
RU2291291C1 (en) * 2005-10-21 2007-01-10 ОАО "Татнефть" им. В.Д. Шашина Well separator
RU2290505C1 (en) * 2005-12-06 2006-12-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Well device for separation of oil and water

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685383C1 (en) * 2018-02-22 2019-04-17 Игорь Александрович Малыхин Gravity separator for horizontal wells
RU2713820C1 (en) * 2019-04-02 2020-02-07 Юрий Александрович Осипов Oil and water inflow selector in horizontal wells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7882896B2 (en) Gas eduction tube for seabed caisson pump assembly
US7997335B2 (en) Jet pump with a centrifugal pump
CN101025080B (en) Method for realizing high-water containing same-well injection-production by multi-cup equi-flow type down-hole oil-water separator
US20110048696A1 (en) Gas-liquid separator
US8997870B2 (en) Method and apparatus for separating downhole hydrocarbons from water
US20110209866A1 (en) corrugated settling cup and a multi-cup uniform flux gas anchor
RU2290505C1 (en) Well device for separation of oil and water
US7984766B2 (en) System, method and apparatus for gas extraction device for down hole oilfield applications
CN103883305B (en) Deepwater seabed oil and water separation and reinjection device
US7389816B2 (en) Three phase downhole separator process
RU2481470C1 (en) Downhole separator for separating water and gas and oil mixture
US20170016311A1 (en) Downhole gas separator apparatus
US10280728B2 (en) Connector and gas-liquid separator for combined electric submersible pumps and beam lift or progressing cavity pumps
US20190093467A1 (en) Downhole sand and gas separation system for use with a rod pump
US10597993B2 (en) Artificial lift system
RU2481471C1 (en) Method for downhole separation of water and gas and oil mixture
RU2483211C1 (en) Plant for borehole separation of water-gas-oil mixture from water
RU2492320C1 (en) Electric centrifugal pump set for oil production and water injection
RU2531228C1 (en) Well operation installation
RU95026U1 (en) RING LIMITER OF LIQUID, GAS OR GAS-LIQUID MIXTURE IN A WELL
RU165135U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION
RU2531976C2 (en) Plant for in-well separation of oil from water
RU125250U1 (en) SUBMERSHIP PUMP INSTALLATION
RU2446276C1 (en) Development method of deposit with forced product withdrawal, and device for its implementation
RU2536521C1 (en) Unit for operation of water supply wells

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150706