NO312215B1 - Fremgangsmåte og anordning for separering av produksjonsfluid fra en oljebrönn - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og anordning for separering av produksjonsfluid fra en oljebrønn.

Oljeprodusenter ser i økende grad etter måter å produsere olje fra brønner på, der produksjonsfluidet har en høyere vannfraksjon tilstrekkelig til å gjøre produksjonskostnadene lønnsomme. En måte å oppnå dette på er vist i NO 172 426 B (tilsvarerUS-A-4 738 779) som viser bruk av en væske/væske-hydrosyklon med en brønnboring, med sikte på å oppnå innledende separering av noe av vannet fra produksjonsfluidet for å minske mengden av produksjonsfluid som trenger å transporteres til overflaten. Det fraskilte vann tilbakeføres til oljereser-voaret, eller til et annet reservoar som er blitt tømt. En liknende teknikk er kjent fra WO A1 94/13930. Som ytterligere eksempler på kjent teknikk kan nevnes US-A-4 793 408 og US-A-5 296 153.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for separering av oljebrønn-produksjonsfluid inneholdende olje, vann og sand, hvor produksjonsfluidet transporteres til en nedihull væske/væske-hydrosyklon, karakterisert ved separering av produksjonsfluidet i væske/væske-hydrosyklonen til en oljeanriket strøm ved hydrosyklon-overløpet, og en vannanriket strøm ved hydrosyklon-underløpet, transport av den oljeanrikete strøm til overflaten, transport av den vannanrikete strøm til en nedihull faststoff/væske-hydrosyklon, separering av den vannanrikete strøm i faststoff/væske-hydrosyklonen til en faststoffattig strøm ved overløpet, og en faststoffanriket strøm ved underløpet, og transport av den faststoffattige strøm til et deponeringssted nedihull.

Ved å anordne en faststoff/væske-hydrosyklon på denne måte, sikrer fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse at den faststoffattige strøm som mates til deponeringsstedet generelt er fri for faste stoffer. Derved unngår man et problem ved kjent teknikk, nemlig blokkering av porene i bergarten ved deponeringsstedet, som hindrer gjeninjeksjon av det fraskilte vann. Også ifølge kjent teknikk kan selve brønnboringen i sterkt faststoffproduserende brønner bli blokkert under hydrosyklonenes nivå.

I en viss utstrekning kan trykket i produksjonsfluidet brukes til å drive de to hydrosykloner. Imidlertid er ytterligere pumper vanligvis nødvendig, f.eks. for å pumpe produksjonsfluidet inn i ledningen som mater væske/væske-hydrosyklonen, eller til å pumpe den oljeanrikete strøm som transporteres til overflaten.

Den faststoffanrikete strøm kan tas hånd om i et passende undergrunns-sted. Fortrinnsvis blir imidlertid den faststoffanrikete strøm transportert til overflaten for deponering og/eller ytterligere behandling. Den oljeanrikete strøm og den faststoffanrikete strøm kan transporteres hver for seg til overflaten. Imidlertid kan de to strømmer kombineres for sammen å overføres til overflaten.

Oppfinnelsen omfatter også en anordning for separering av en blanding inneholdende olje, vann og sand, karakterisert ved at den omfatter en væske/ væske-hydrosyklon for separering av blandingen til en oljeanriket strøm ved hydrosyklon-overløpet, og en vannanriket strøm ved hydrosyklon-underløpet; en første kanal som fører fra hydrosyklon-overløpet for transport av den oljeanrikete strøm; en andre kanal som fører fra hydrosyklon-underløpet for transport av den vannanrikete strøm; en faststoff/væske-hydrosyklon, som mates med den vannanrikete strøm i den andre kanal, for separering av den vannanrikete strøm til en faststoffattig strøm ved overløpet, og en faststoffanriket strøm ved underløpet; og en tredje kanal som fører fra faststoff/væske-hydrosyklon-underløpet, og forenes med den første kanal, slik at den oljeanrikete strøm og den faststoffanrikete strøm sammen transporteres nedstrøms for foreningen mellom den første og tredje kanal.

Deponeringsstedet for den faststoffattige strøm kan være et tilstøtende reservoar som er blitt tømt. Fortrinnsvis omfatter imidlertid fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen boring av to boringer fra en overflatebrønn inn i den samme produksjonsformasjon, og installering av hydrosyklonene i brønnen slik at produksjonsfluidet som skal behandles blir tatt fra en første boring, og den faststoffattige strøm tilbakeføres via den andre boring til formasjonen ved et sted under det sted der produksjonsfluidet fjernes. Dette sikrer at det meste av fluidene som fjernes fra formasjonen tilbakeføres, slik at formasjonstrykket opprettholdes og oppløst gass forblir i oppløsning. Dessuten blir gjenværende olje i formasjonen «sveipet» mot den første boring.

To eksempler på en anordning for separering av produksjonsfluid hvormed fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan utføres, skal nå beskrives i tilknytning til de medfølgende tegninger, hvor:

Fig. 1 skjematisk viser en første separeringsanordning; og

Fig. 2 skjematisk viser en andre separeringsanordning.

Som vist i fig. 1 trenger et brønnborings-foringsrør 1 inn i en produksjonsformasjon 2, og er utformet med perforeringer 3 gjennom hvilke produksjonsfluid omfattende olje, vann og sand fra produksjonsformasjonen, trenger inn i forings-røret 1. Inne i foringsrøret 1 er en separator/pumpe-modul 4 avtettet ved hjelp av øvre 5 og nedre 6 pakninger.

Separator/pumpe-modulen 4 omfatter en førstetrinnspumpe 7 som har et innløp 8 for produksjonsfluid i foringsrøret 1. Pumpen 7 pumper produksjonsfluidet til en væske/væske-hydrosyklon 9 langs en innløpsledning 10. Blandingen som tilføres væske/væske-hydrosyklonen har generelt en meget større andel av vann enn av olje, slik at blandingen i væske/væske-hydrosyklonen 9 separeres slik at det meste av vannet, sammen med sanden tilbakeføres til underløpet, mens en oljeanriket strøm tilbakeføres til overløpet.

Strømmen fra underløpet mates langs den første underløpsledning 11 til en faststoff/væske-hydrosyklon 12, hvor de faste sandpartiklene skilles fra mesteparten av vannet. Mesteparten av vannet tilbakeføres til overløpet i faststoff/væske-hydrosyklonen 12 og strømmer ut langs rejektledningen 13, hvorfra det gjeninjise-res i en vanndeponeringssone 14 som kan være en del av produksjonsformasjonen, eller kan være et separat sted. Da dette vannet er hovedsakelig fritt for faste stoffer, har man unngått problemet med gjenstopping av vanndeponeringssonen 14.

Faststoffslammet fra faststoff/væske-hydrosyklonens 12 underløp mates langs en andre underløpsledning 15 hvor det forenes med strømmen fra væske/ væske-hydrosyklonens 9 overløp i overløpsledningen 16. Strømmen fra de to ledninger pumpes til overflaten ved hjelp av en andretrinnspumpe 17. Denne pumpe 17, i likhet med førstetrinnspumpen 7, drives ved hjelp av en felles pumpemotor 18. De to ledninger kan lett kombineres ettersom trykkfallet over innløpet og over-løpsutløpet i væske/væske-hydrosyklonen 9 er mindre enn eller hovedsakelig lik det totale trykkfall over innløpet og underløpsutløpet i væske/væske-hydrosyklonen 9 og over innløpet og underløpsutløpet i faststoff/væske-hydrosyklonen 12.

En avtettet glideskjøt 19 er anordnet mellom separator/pumpe-modulen 4 og pakningen 6.

Ved overflaten utføres ytterligere behandling av den forente oljeanrikete strøm og faststoffstrøm i konvensjonelt produksjonsutstyr.

Fig. 2 viser en modifisert versjon av arrangementet vist i fig. 1. I dette arrangement er to boringer 20, 21 boret fra en enkelt overflate-brønnboring. Den første boring 20 er utstyrt med produksjonsfluidperforeringer 3 i produksjonsformasjonen, på samme måte som fig. 1. Produksjonsfluidet transporteres til separator/pumpe-modulen 4 som er konstruert på samme måte som den som er vist i fig. 1. I fig. 2 er den nedre pakning 6' anordnet i den andre boring 21. Mesteparten av vannet, som er hovedsakelig fritt for faste stoffer, produseres ved fasstoff/væske-hydrosyklonens overløp og mates langs den andre boring 21 gjennom den nedre pakning 6, for gjeninjeksjon i produksjonsformasjonen ved et sted lavere enn det sted hvorfra produksjonsfluidet er uttrukket. Virkningen av dette er å erstatte produksjonsfluidet som er fjernet, og sveipes den gjenværende olje i bergarten mot produksjons-brønnboringen.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for separering av oljebrønn-produksjonsfluid inneholdende olje, vann og sand, hvor produksjonsfluidet transporteres til en nedihull væske/ væske-hydrosyklon (9), karakterisert ved separering av produksjonsfluidet i væske/væske-hydrosyklonen til en oljeanriket strøm ved hydrosyklon-overløpet (16), og en vannanriket strøm ved hydrosyklon-underløpet (11), transport av den oljeanrikete strøm til overflaten, transport av den vannanrikete strøm til en nedihull faststoff/væske-hydrosyklon (12), separering av den vannanrikete strøm i faststoff/væske-hydrosyklonen til en faststoffattig strøm ved overløpet (13), og en faststoffanriket strøm ved underløpet (15), og transport av den faststoffattige strøm til et deponeringssted (14) nedihull.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at produksjonsfluidet pumpes i en ledning (10) som mater væske/væske-hydrosyklonen (9).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den oljeanrikete strøm pumpes til overflaten.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den faststoffanrikete strøm transporteres til overflaten for deponering og/eller videre behandling.

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den videre omfatter boring av to boringer (20, 21) fra en overflatebrønn i den samme produksjonsformasjon, og installering av hydrosyklonene (9, 12) i brønnen slik at produksjonsfluidet som skal behandles blir tatt fra en første boring (20), og den faststoffattige strøm tilbakeføres via den andre boring (21) til formasjonen ved et sted under det sted der produksjonsfluidet fjernes.

6. Anordning for separering av en blanding inneholdende olje, vann og sand, karakterisert ved at den omfatter en væske/væske-hydrosyklon (9) for separering av blandingen til en oljeanriket strøm ved hydrosyklon-overløpet, og en vannanriket strøm ved hydrosyklon-underløpet; en første kanal (16) som fører fra hydrosyklon-overløpet for transport av den oljeanrikete strøm; en andre kanal (11) som fører fra hydrosyklon-underløpet for transport av den vannanrikete strøm; en faststoff/væske-hydrosyklon (12), som mates med den vannanrikete strøm i den andre kanal, for separering av den vannanrikete strøm til en faststoffattig strøm ved overløpet, og en faststoffanriket strøm ved underløpet; og en tredje kanal (15) som fører fra faststoff/væske-hydrosyklon-underløpet, og forenes med den første kanal (16), slik at den oljeanrikete strøm og den faststoffanrikete strøm sammen transporteres nedstrøms for foreningen mellom den første og tredje kanal.