RU2513934C2

RU2513934C2 - System for associated petroleum gas utilisation

Info

Publication number: RU2513934C2
Application number: RU2012133759/03A
Authority: RU
Inventors: Самир Джамалевич Абахри; Сергей Николаевич Пещеренко; Фархат Фаляхутдинович Хафизов; Рамиль Минниахметович Масягутов
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-04-20
Also published as: RU2012133759A

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and can be used for injection of associated petroleum gas into the formation. The system consists of a producing well, a separator, a pump with electric motor, a water supply pipeline, a gas pipeline, a mixer and an injection well and a packer with a built-in pipe. The pump, the electric motor and the mixer are located inside the injection well. The pump is installed under the electric motor which is equipped with a housing connected to the water supply pipeline. Below the mixer, over or under the packer, there is an auxiliary booster pump. The booster pump can be equipped with its own electric motor. A centrifugal pump, a displacement pump, a diagonal-flow or axial-flow pump can be used as the booster and/or main pump.

EFFECT: mixing water with associated petroleum gas inside the injection well thus preventing developed structure at the surface and ensuring environmental safety due to exclusion of potential gas emissions into the atmosphere.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для закачки попутного нефтяного газа в пласт в случае когда его использование или транспортировка к потребителям не возможна или не целесообразна.The invention relates to the oil industry and can be used to pump associated petroleum gas into the reservoir when its use or transportation to consumers is not possible or not practical.

Известна система утилизации попутно добываемых нефтяного газа и пластовой воды, содержащая, по меньшей мере, одну добывающую скважину, соединенную с сепаратором, выход сепаратора по нефти с остаточными водой и газом соединен с первым насосом-компрессором, выход или выходы сепаратора по воде и газу соединены со вторым насосом-компрессором, выход которого соединен с диспергатором, соединенным с нагнетательной скважиной, или с водораспределительной гребенкой нагнетательных скважин (Патент №2 317408 RU, МПК Е21В 43/16, 2009).A known system for utilization of associated gas and produced water containing at least one production well connected to a separator, the output of the oil separator with residual water and gas is connected to the first compressor pump, the outlet or outputs of the separator for water and gas are connected with a second pump-compressor, the outlet of which is connected to a dispersant connected to an injection well, or to a water distribution comb of injection wells (Patent No. 2 317408 RU, IPC Е21В 43/16, 2009).

В качестве прототипа выбрана система для добычи нефти, включающая добывающую скважину с установленным на ней сепаратором для отделения попутного газа от извлекаемой из пласта нефти, и нагнетательную скважину, предназначенную для закачки в принимающий пласт отделенных в сепараторе воды и газа, на которой смонтирован поршневой насос со смесительным устройством кавитационного типа, при этом к насосу подведен трубопровод для подачи воды, а к смесительному устройству - газовый трубопровод от сепаратора. Отделенный в сепараторе попутный газ с помощью смесительного устройства и поршневого насоса, установленных на земной поверхности, преобразуется в стабильную водогазовую дисперсию, которая затем по трубе, вмонтированной в пакер, подается в принимающий пласт (Патент №2190757 RU, МПК Е21В 43/00, 2002). Известная система направлена на улучшение экологии за счет погашения нефтяных факелов и исключения прорыва газа в атмосферу.As a prototype, a system for oil production was selected, including a production well with a separator installed on it to separate associated gas from the oil extracted from the formation, and an injection well designed to pump water and gas separated in the separator into the receiving formation, on which a piston pump with a cavitation type mixing device, while a water supply pipe is connected to the pump, and a gas pipeline from the separator to the mixing device. Associated gas separated in the separator by means of a mixing device and a piston pump installed on the earth's surface is converted into a stable water-gas dispersion, which is then fed through a pipe mounted in the packer to the receiving reservoir (Patent No. 2190757 RU, IPC ЕВВ 43/00, 2002 ) The known system is aimed at improving the environment by extinguishing oil flares and eliminating gas breakthrough into the atmosphere.

Недостатком аналога и прототипа является наличие развитой инфраструктуры на поверхности, что не всегда возможно или целесообразно, а также высокое энергопотребление при работе.The disadvantage of analogue and prototype is the presence of developed infrastructure on the surface, which is not always possible or appropriate, as well as high energy consumption during operation.

Задачей настоящего изобретения является создание экологически безопасной системы для утилизации попутного нефтяного газа без создания развитой инфраструктуры на поверхности и с меньшим энергопотреблением.The present invention is the creation of an environmentally friendly system for the utilization of associated petroleum gas without creating a developed infrastructure on the surface and with less energy consumption.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе для утилизации попутного нефтяного газа, содержащей добывающую скважину, сепаратор, насос с электродвигателем, трубопровод для подачи воды, газовый трубопровод, смесительное устройство, нагнетательную скважину, пакер с вмонтированной трубой, согласно изобретению, насос, электродвигатель и смесительное устройство размещены внутри нагнетательной скважины, насос установлен под электродвигателем, который снабжен кожухом, соединенным с трубопроводом для подачи воды, а ниже смесителя над или под пакером дополнительно установлен дожимной насос.The specified technical result is achieved by the fact that in the system for the utilization of associated petroleum gas, comprising a producing well, a separator, a pump with an electric motor, a water supply pipe, a gas pipeline, a mixing device, an injection well, a packer with a built-in pipe, according to the invention, a pump, an electric motor and a mixing device are placed inside the injection well, the pump is installed under the electric motor, which is equipped with a casing connected to the pipeline for supplying water, and below see A booster pump is additionally installed above or below the packer.

Дожимной насос может быть снабжен своим собственным электродвигателем. В качестве насоса и дожимного насоса может быть использован центробежный насос.The booster pump can be equipped with its own electric motor. A centrifugal pump can be used as a pump and a booster pump.

Кроме того, в качестве насоса и дожимного насоса может быть использован насос объемного типа, а также диагонального или осевого типа.In addition, a positive displacement pump as well as a diagonal or axial type can be used as a pump and booster pump.

Принципиальная схема заявляемой системы с дожимным насосом, установленным над пакером, представлена на фиг.1, на фиг.2 показана схема с дожимным насосом, установленным под пакером.Schematic diagram of the inventive system with a booster pump installed above the packer, is shown in figure 1, figure 2 shows a diagram with a booster pump installed under the packer.

Система для утилизации попутно добываемого нефтяного газа содержит добывающую скважину 1, на устье которой установлен сепаратор 2 для отделения попутного газа от извлекаемой из пласта нефти, и нагнетательную скважину 3.The system for utilizing associated petroleum gas contains a producing well 1, at the mouth of which a separator 2 is installed to separate associated gas from the oil extracted from the formation, and an injection well 3.

В обсадной колонне 4 нагнетательной скважины 3 размещена насосная установка, в которой последовательно установлены электродвигатель 5, помещенный в кожух 6, насос 7 и смесительное устройство 8, например, кавитационного типа или в виде эжектора. Насосная установка снабжена отводящей трубой 9 для связи с принимающим пластом 10. Для отделения принимающего пласта 10 от верхней части скважины установлен пакер 11, в который вмонтирована труба насосной установки. Обсадная колонна 4 соединена через газовый трубопровод 12 с сепаратором 2. К насосу 7 через кожух 6 подведен трубопровод для подачи воды 13. Между установкой и обсадной колонной 4 расположено затрубное пространство 14.In the casing 4 of the injection well 3, there is a pump installation in which an electric motor 5 is placed in series, placed in a casing 6, a pump 7 and a mixing device 8, for example, of a cavitation type or in the form of an ejector. The pump installation is equipped with a discharge pipe 9 for communication with the receiving formation 10. To separate the receiving formation 10 from the upper part of the well, a packer 11 is installed in which the pipe of the pump installation is mounted. The casing 4 is connected through a gas pipeline 12 to the separator 2. A pipe for supplying water 13 is connected to the pump 7 through the casing 6. An annular space 14 is located between the installation and the casing 4.

Ниже смесительного устройства 8 установлен дожимной насос 15 с отводящей трубой 9, который может быть размещен над пакером 11 (фиг.1) или под пакером 11 (фиг.2). Питание дожимного насоса 15 осуществляется от электродвигателя 5 или от собственного электродвигателя (не показан).Below the mixing device 8 is installed a booster pump 15 with a discharge pipe 9, which can be placed above the packer 11 (figure 1) or under the packer 11 (figure 2). The booster pump 15 is powered by an electric motor 5 or by its own electric motor (not shown).

Предлагаемая система работает следующим образом.The proposed system works as follows.

Подтоварная вода через трубопровод для подачи воды 13 подается в погружной насос 7, установленный в нагнетательной скважине 3, и проходит через кожух 6, охватывающий электродвигатель 5, что позволяет реализовать охлаждение двигателя. Одновременно газ, отделенный в сепараторе 2 от нефти, поднятой на поверхность из добывающей скважины 1, нагнетается через газовый трубопровод 12 в затрубное пространство 14 между обсадной колонной 4 и насосной установкой. Из насоса 7 вода под высоким давлением поступает в смесительное устройство 8, где смешивается с газом, поступившим в него из затрубного пространства 14, полученная в результате газожидкостная смесь проходит через дожимной насос 15, на выходе из которого ее давление увеличивается до уровня, превышающего пластовое, что облегчает ее дальнейшего закачку по трубе 9 в принимающий пласт 10.The produced water through the pipeline for supplying water 13 is supplied to a submersible pump 7 installed in the injection well 3, and passes through a casing 6 covering the electric motor 5, which makes it possible to realize engine cooling. At the same time, the gas separated in the separator 2 from the oil raised to the surface from the producing well 1 is pumped through the gas pipe 12 into the annulus 14 between the casing 4 and the pump unit. From the pump 7, water under high pressure enters the mixing device 8, where it is mixed with the gas supplied to it from the annulus 14, the resulting gas-liquid mixture passes through the booster pump 15, at the outlet of which its pressure increases to a level exceeding the reservoir, which facilitates its further injection through the pipe 9 into the receiving layer 10.

Введение в систему дожимного насоса 15 позволяет уменьшить создаваемое насосом 7 давление, большая часть которого теряется на смесительном устройстве 8. Насос 7 развивает давление, необходимое для достижения оптимального смешения жидкости и газа и допустимой концентрации газа на входе в дожимной насос 15, а уже дожимной насос 15 развивает необходимое давление для закачки в пласт. При этом суммарное давление, создаваемое двумя насосами, а следовательно, и энергопотребление по сравнению с прототипом уменьшается примерно в 2 раза.Introduction to the booster pump system 15 allows you to reduce the pressure created by the pump 7, most of which is lost on the mixing device 8. The pump 7 develops the pressure necessary to achieve optimal mixing of liquid and gas and an acceptable gas concentration at the inlet to the booster pump 15, and already booster pump 15 develops the necessary pressure for injection into the reservoir. In this case, the total pressure created by the two pumps, and therefore the energy consumption in comparison with the prototype is reduced by about 2 times.

Таким образом, в предлагаемой системе реализуется смешивание воды с попутным газом внутри нагнетательной скважины, что позволяет избежать создания развитой инфраструктуры на поверхности, гарантирует экологическую безопасность окружающей среды за счет исключения возможных выбросов газа в атмосферу.Thus, the proposed system implements the mixing of water with associated gas inside the injection well, which avoids the creation of developed infrastructure on the surface, guarantees environmental safety of the environment by eliminating possible gas emissions into the atmosphere.

Claims

1. A system for utilization of associated petroleum gas, comprising a production well, a separator, a pump with an electric motor, a pipeline for supplying water, a gas pipeline, a mixing device, an injection well, a packer with a pipe installed, characterized in that the pump, electric motor and mixing device are located inside injection well, the pump is installed under the electric motor, which is equipped with a casing connected to the pipeline for supplying water, and below the mixer above or below the packer is additionally installed ozhimnoy pump.

2. The system according to claim 2, characterized in that the booster pump is equipped with its own electric motor.

3. The system according to claim 2, characterized in that a centrifugal pump is used as a booster and / or main pump.

4. The system according to claim 2, characterized in that a volumetric type pump is used as the booster and / or main pump.

5. The system according to claim 2, characterized in that a diagonal or axial type pump is used as a booster and / or main pump.