RU2481471C1 - Method for downhole separation of water and gas and oil mixture - Google Patents

Method for downhole separation of water and gas and oil mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2481471C1
RU2481471C1 RU2012127857/03A RU2012127857A RU2481471C1 RU 2481471 C1 RU2481471 C1 RU 2481471C1 RU 2012127857/03 A RU2012127857/03 A RU 2012127857/03A RU 2012127857 A RU2012127857 A RU 2012127857A RU 2481471 C1 RU2481471 C1 RU 2481471C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
oil
mixture
gas
separation
Prior art date
Application number
RU2012127857/03A
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 RU2012127857/03A priority Critical patent/RU2481471C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2481471C1 publication Critical patent/RU2481471C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method for downhole separation of water and gas and oil mixture includes separation of mixture and separate extraction of mixture components at inclined area of the well with water extraction. Water extraction is done near tubing string wall opposite to the wall, along which the separated flow of oil and gas goes up. In the course of water and gas and oil mixture separation at the inclined area of the well there performed is the deceleration of mixture flow speed by flow passing into the tubing string of larger diameter. Water extraction is done through the shank located near the said opposite wall. The shank is equipped with the holes located along the shank and directed towards the said opposite wall.
EFFECT: maintaining injection capacity of injection wells by cleaning of pumped water from oil products and extraction of extra volume of oil from water supply wells.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение в системе поддержания пластового давления при межскважинной перекачке воды для отделения дисперсено-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-drop oil from produced products of a water well with a slight slope, which has moved from the category of the former oil producing due to flooding of the reservoir.

Известен способ добычи нефти из подземного пласта через скважину, включающий разделение скважинного флюида, раздельный отбор нефти и воды и регулирование скорости отбора нефти и воды (Патент РФ №2268999, опубл. 20.07.2004).There is a method of oil production from an underground reservoir through a well, which includes the separation of the well fluid, separate selection of oil and water and regulation of the rate of oil and water extraction (RF Patent No. 2268999, publ. 20.07.2004).

Известный способ предназначен для разделения большого содержания нефти в составе добываемого флюида.The known method is intended for the separation of a high oil content in the produced fluid.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ внутрискважинной сепарации водогазонефтяной смеси, включающий разделение смеси и раздельный отбор компонентов смеси на наклонном участке скважины с отбором воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа (Патент Великобритании №2326895, опубл. 06.01.1999 - прототип).Closest to the proposed invention in technical essence is a method of downhole separation of a water-gas-oil mixture, including separation of the mixture and separate selection of the components of the mixture on an inclined section of the well with the selection of water near the wall of the column, opposite the wall along which the separated flow of oil and gas rises (UK Patent No. 2326895 , publ. 01/06/1999 - prototype).

Недостатком известного способа является неполное отделение малых объемов нефти от больших объемов воды.The disadvantage of this method is the incomplete separation of small volumes of oil from large volumes of water.

В предложенном изобретении решается задача отделения и отбора малых объемов нефти от больших объемов воды.The proposed invention solves the problem of separation and selection of small volumes of oil from large volumes of water.

Задача решается тем, что в способе внутрискважинной сепарации водогазонефтяной смеси, включающем разделение смеси и раздельный отбор компонентов смеси на наклонном участке скважины с отбором воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа, согласно изобретению, в процессе разделения водогазонефтяной смеси на наклонном участке скважины организуют замедление скорости потока смеси переходом потока в колонну труб большего диаметра, отбор воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа, выполняют через хвостовик, размещенный вблизи указанной противоположной стенки, снабженный отверстиями вдоль хвостовика, обращенными к указанной противоположной стенке.The problem is solved in that in a method of downhole separation of a gas-oil mixture, including separation of the mixture and separate selection of the components of the mixture on an inclined section of the well with the selection of water near the wall of the column, opposite the wall along which the separated stream of oil and gas rises, according to the invention, in the process of separation of water-gas-oil mixtures on an inclined section of the well organize a slowdown in the flow rate of the mixture by transferring the flow to a pipe string of larger diameter, water withdrawal near the column wall, the false wall, along which the separated flow of oil and gas rises, is carried out through a shank located near the specified opposite wall, provided with holes along the shank facing the specified opposite wall.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Внутрискважинная сепарация водогазонефтяной эмульсии при малом содержании нефти представляет определенные трудности из-за сложности разделения и улавливания малых объемов нефти. В предложенном изобретении решается задача отделения и отбора малых объемов нефти от больших объемов воды за счет проведения процесса в наклонном участке скважины. Задача решается следующим образом.Intra-well separation of a water-gas-oil emulsion with a low oil content presents certain difficulties because of the difficulty of separating and capturing small volumes of oil. 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. The problem is solved as follows.

На фиг.1 представлен наклонный участок скважины; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1.Figure 1 presents the inclined section of the well; 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 рисунке 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 (not shown) connected to the bottom, lowered into the production string of the deviated well 2. The upper part of the suspension consists of a tubing string (tubing) of large diameter 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 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 rows of inlet openings 6 along the entire length for the production 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 some 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 фигуре не показан) восходящий поток воды с нефтяными каплями движется по колонне НКТ 1. Поток, поступая в колонну НКТ большего диаметра 3, находящийся в зоне кривизны скважины, снижает скорость. При движении дисперсной структуры водонефтяной смеси до хвостовика 5 благодаря гравитации нефтяные капли всплывают в 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 4.During the operation of the electric centrifugal pump (not shown in the figure), 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, oil droplets float in the upward flow and when these droplets merge, a thin stream of oil forms along the upper forming surface of the tubing string of larger diameter 3. At the same time, 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 evenly distributed. Moreover, the velocity of the upward flow along the shank 5 after passing through each plane of the holes 6 decreases due to the partial selection of water, and inside the shank 5 increases 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 a high pressure hose 7 rises along a tubing string of a smaller diameter 4 to the wellhead, and oil - through a tubing string of a larger diameter 4.

Таким образом происходит разделение смеси и раздельный отбор компонентов смеси, согласно изобретению, после разделения смеси отбор воды выполняют на наклонном участке скважины вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа.Thus, the mixture is separated and the components of the mixture are selected separately, according to the invention, after the mixture is separated, water is taken on an inclined section of the well near the column wall opposite the wall along which the separated oil and gas flow rises.

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 подавляющее количество из фонда этой категории скважин.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 the overwhelming amount from the stock of this category of wells.

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)

Способ внутрискважинной сепарации водогазонефтяной смеси, включающий разделение смеси и раздельный отбор компонентов смеси на наклонном участке скважины с отбором воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа, отличающийся тем, что в процессе разделения водогазонефтяной смеси на наклонном участке скважины организуют замедление скорости потока смеси переходом потока в колонну труб большего диаметра, отбор воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа, выполняют через хвостовик, размещенный вблизи указанной противоположной стенки, снабженный отверстиями вдоль хвостовика, обращенными к указанной противоположной стенке. A method of downhole separation of a water-gas-oil mixture, comprising separating the mixture and separate selection of the components of the mixture on an inclined section of the well with water extraction close to the column wall opposite the wall along which the separated flow of oil and gas rises, characterized in that during the separation of the water-gas-oil mixture on the inclined section of the well they organize the slowing down of the flow rate of the mixture by transferring the flow into a pipe string of larger diameter, water withdrawal near the wall of the column, opposite the wall along which lying separated stream of oil and gas, is performed through the shank, disposed near said opposite wall, provided with openings along the shank facing the said opposite wall.
RU2012127857/03A 2012-07-05 2012-07-05 Method for downhole separation of water and gas and oil mixture RU2481471C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127857/03A RU2481471C1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Method for downhole separation of water and gas and oil mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127857/03A RU2481471C1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Method for downhole separation of water and gas and oil mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2481471C1 true RU2481471C1 (en) 2013-05-10

Family

ID=48789542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012127857/03A RU2481471C1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Method for downhole separation of water and gas and oil mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2481471C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737628C1 (en) * 2020-05-25 2020-12-01 Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью "ТМС групп" Production wells cleaning system with application of gravity filter

Citations (4)

* 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
GB2326895A (en) * 1997-07-03 1999-01-06 Schlumberger Ltd Separation of oil-well fluid mixtures by gravity
US20060000607A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Surjaatmadja Jim B Wellbore completion design to naturally separate water and solids from oil and gas
RU2268999C2 (en) * 2000-07-06 2006-01-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Well and method for oil production from underground reservoir with the use of the well

Patent Citations (4)

* 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
GB2326895A (en) * 1997-07-03 1999-01-06 Schlumberger Ltd Separation of oil-well fluid mixtures by gravity
RU2268999C2 (en) * 2000-07-06 2006-01-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Well and method for oil production from underground reservoir with the use of the well
US20060000607A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Surjaatmadja Jim B Wellbore completion design to naturally separate water and solids from oil and gas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737628C1 (en) * 2020-05-25 2020-12-01 Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью "ТМС групп" Production wells cleaning system with application of gravity filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7314559B2 (en) Separator
US20110048696A1 (en) Gas-liquid separator
CN101025080B (en) Method for realizing high-water containing same-well injection-production by multi-cup equi-flow type down-hole oil-water separator
CN103883305B (en) Deepwater seabed oil and water separation and reinjection device
US7389816B2 (en) Three phase downhole separator process
RU2447269C1 (en) Method to develop deposit with forced product offtake and device for its realisation
RU2481470C1 (en) Downhole separator for separating water and gas and oil mixture
US20190093467A1 (en) Downhole sand and gas separation system for use with a rod pump
RU2481471C1 (en) Method for downhole separation of water and gas and oil mixture
US10280728B2 (en) Connector and gas-liquid separator for combined electric submersible pumps and beam lift or progressing cavity pumps
CN204041049U (en) The hydrocyclone downhole oil-water separation device of drive revolving vane
US10597993B2 (en) Artificial lift system
CN201496054U (en) Spiral-flow type oil-water separator for oil-well pump with rod
CN107558931B (en) A kind of full pit shaft Gravity Separation sucker rod pump same well production-injection method and process pipe string
EP2685046B1 (en) Crown-shaped separation device for separating oil and water in well
RU2492320C1 (en) Electric centrifugal pump set for oil production and water injection
RU2483211C1 (en) Plant for borehole separation of water-gas-oil mixture from water
RU2531228C1 (en) Well operation installation
RU2547860C1 (en) Method of development of oil deposits
US20200332641A1 (en) In-line phase separation
CN102102507B (en) Double-cavity sand and gas anchor
RU2688706C1 (en) Device for arrangement of cluster discharge and recycling of formation water
RU2446276C1 (en) Development method of deposit with forced product withdrawal, and device for its implementation
RU2499133C2 (en) Electrically drive pump unit for oil extraction and fluid injection in bed
RU164188U1 (en) INSTALLATION FOR PRELIMINARY DRAINAGE OF OIL ON UNDEMANDED WELLS

Legal Events

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

Effective date: 20150706