RU2651857C1 - Method and plant for producing highly viscous water-oil emulsions (options) - Google Patents

Method and plant for producing highly viscous water-oil emulsions (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2651857C1
RU2651857C1 RU2017111754A RU2017111754A RU2651857C1 RU 2651857 C1 RU2651857 C1 RU 2651857C1 RU 2017111754 A RU2017111754 A RU 2017111754A RU 2017111754 A RU2017111754 A RU 2017111754A RU 2651857 C1 RU2651857 C1 RU 2651857C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
water
pump
pumps
tubing
Prior art date
Application number
RU2017111754A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Петровна Пещеренко
Сергей Николаевич Пещеренко
Александр Владимирович Шиверский
Original Assignee
Акционерное общество "Новомет-Пермь"
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 Акционерное общество "Новомет-Пермь" filed Critical Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority to RU2017111754A priority Critical patent/RU2651857C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2651857C1 publication Critical patent/RU2651857C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK 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

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)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of oil and gas production industry, in particular, to the technology of production of oil products by submersible pumping units in the conditions of occurrence of high-viscosity water-oil emulsions. Method for producing high-viscosity water-oil emulsions involves separation of a water-oil mixture into oil and water in the well, followed by directing to the pump suction inlet. First, the upper and lower pumps are installed in the well. Separation is carried out in a centrifugal separator to form water and oil streams. Streams are then separately directed to the suction inlet of the lower and upper pumps and then lifted to the surface. To implement the method, a plant is proposed that comprises upper and lower pumps, a tubing string, a phase separator separating the oil stream from the water stream and allowing separated streams to be supplied to the suction inlets of different pumps. Pumps are centrifugal. Water-oil separator of a vortex or centrifugal type is used as the phase separator. Separator has an outlet for the oil stream connected by a bypass pipe to the upper pump, and an outlet for the water stream connected to the lower pump. Also, discharge pipes of the lower and upper pumps are separated from each other, and the drives of each pump are independent submersible motors. Unlike the first, in the second option, the plant includes only one submersible motor with a two-way shaft output, and the lower pump is inverted.
EFFECT: proposed method allows the production of highly viscous water-oil emulsions without significant deterioration in the characteristics of the submerged plant.
11 cl, 10 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а более точно к технологии добычи нефтепродуктов погружными насосными установками в условиях возникновения высоковязких эмульсий вода-нефть.The present invention relates to the oil industry, and more specifically to a technology for the extraction of petroleum products by submersible pumping units under conditions of the appearance of highly viscous water-oil emulsions.

Возникновение эмульсий при добыче нефти весьма распространено в случаях, если добываемая жидкость содержит не только нефть, но и воду. Обычно эти жидкости добываются с помощью погружных установок электроцентробежных насосов, однако при концентрации воды в нефти, достигающей 35-75%, вязкость такой эмульсии резко возрастает, что негативно сказывается на рабочих характеристиках насоса - снижаются максимальная подача, развиваемый напор и возрастает потребляемая мощность. Поэтому главным условием успешной добычи водонефтяной эмульсии является ее предварительная подготовка, заключающаяся в понижении вязкости.The occurrence of emulsions in oil production is very common in cases where the produced fluid contains not only oil but also water. Typically, these fluids are produced using submersible electric centrifugal pump units, however, when the water concentration in oil reaches 35-75%, the viscosity of such an emulsion increases sharply, which negatively affects the pump’s performance - the maximum flow rate, developed head and power consumption increase. Therefore, the main condition for the successful production of oil-water emulsion is its preliminary preparation, which consists in lowering the viscosity.

Известен способ добычи высоковязкой нефти [патент РФ №2143546, Е21В 43/00, опубл. 27.12.1999], включающий разбавление высоковязкой нефти маловязкой нефтью путем подъема высоковязкой нефти скважинным насосом с одновременной подачей в скважину маловязкой нефти, когда в первую очередь запускают в работу скважину с маловязкой нефтью, которую затем подают в затрубное пространство неработающей скважины с высоковязкой нефтью, добиваются выхода из этой скважины смеси высоковязкой и маловязкой нефти, после этого запускают в работу скважину с высоковязкой нефтью.A known method of producing highly viscous oil [RF patent No. 2143546, EV 43/00, publ. 12/27/1999], including dilution of high-viscosity oil with low-viscosity oil by raising high-viscosity oil with a well pump while simultaneously delivering low-viscosity oil to the well, when the low-viscosity oil is first launched into the well, which is then fed into the annulus of the idle well with high-viscosity oil, the output of a mixture of high-viscosity and low-viscosity oil from this well, then a well with high-viscosity oil is put into operation.

Описанный способ позволяет разбавить высоковязкую нефть непосредственно на забое, сократить затраты энергии на трение в насосе, насосно-компрессорной трубе, выкидной линии скважины, повысить производительность глубинного насоса, повысить надежность работы оборудования, увеличить межремонтный период скважины.The described method allows you to dilute highly viscous oil directly at the bottom, reduce the energy cost of friction in the pump, tubing, flow line of the well, increase the productivity of the deep pump, increase the reliability of the equipment, increase the overhaul period of the well.

К недостаткам данного способа можно отнести необходимость иметь источник маловязкой нефти вблизи проблемной скважины, нерегулируемость процесса смешения нефтей, а также высокую стоимость добычи.The disadvantages of this method include the need to have a source of low-viscosity oil near a problem well, unregulated oil mixing process, as well as the high cost of production.

Наиболее близким к заявляемому является способ добычи высоковязких эмульсий вода-нефть [патент РФ №1009125, Е21В 43/00, опубл. 10.12.1999], включающий разделение в скважине высоковязких эмульсий на нефть и воду, добавление деэмульгатора в водную фазу и последующее смешение водной и нефтяной фаз перед подачей на прием погружного насоса.Closest to the claimed is a method of producing highly viscous water-oil emulsions [RF patent No. 1009125, ЕВВ 43/00, publ. 10.12.1999], including the separation in the well of high viscosity emulsions into oil and water, adding a demulsifier to the aqueous phase and subsequent mixing of the aqueous and oil phases before the submersible pump is received.

Недостатком данного способа является низкая эффективность из-за необходимости транспорта раствора деэмульгатора на скважину и его частой замены (в зависимости от обводненности и температуры), а также существенные затраты, связанные с потребностью в дополнительном оборудовании для закачки деэмульгатора внутрь скважины и для его хранения. Кроме того, применение значительного количества реагентов может пагубно сказаться на окружающей среде.The disadvantage of this method is the low efficiency due to the need to transport the demulsifier solution to the well and its frequent replacement (depending on water cut and temperature), as well as the significant costs associated with the need for additional equipment for pumping the demulsifier into the well and for its storage. In addition, the use of a significant amount of reagents can adversely affect the environment.

Известна установка для добычи пластовой жидкости, состоящая из погружных электродвигателя и насоса, гидрозащиты и предвключенного устройства для сепарации газа [патент РФ №2333395, F04D 13/10, Е21В 43/38, опубл. 27.02.2008]. Наличие газового сепаратора в составе установки позволяет повысить эффективность добычи в условиях высокого содержания нерастворенного газа в жидкости путем сброса большей части газа в затрубное пространство и подачи на прием насоса газожидкостной смеси с малой концентрацией газа.A known installation for the production of formation fluid, consisting of a submersible electric motor and pump, hydraulic protection and an upstream device for gas separation [RF patent No. 2333395, F04D 13/10, EV 43/38, publ. 02/27/2008]. The presence of a gas separator in the installation allows to increase production efficiency in conditions of a high content of undissolved gas in the liquid by dumping most of the gas into the annulus and supplying a gas-liquid mixture with a low gas concentration to the pump intake.

Однако в условиях добычи высоковязкой эмульсии рабочие характеристики описанной установки резко деградируют - падает напор и производительность, насос не докачивает жидкость до поверхности, а также возрастает потребляемая мощность, что может привести к выходу из строя (перегреву) погружного электродвигателя.However, under the conditions of extraction of a highly viscous emulsion, the operating characteristics of the described installation sharply degrade - the pressure and productivity drop, the pump does not pump liquid to the surface, and the power consumption increases, which can lead to failure (overheating) of the submersible motor.

В качестве прототипа установки для добычи высоковязких эмульсий вода-нефть выбрана установка [патент на ПМ РФ №65964, Е21В 43/38, опубл. 27.08.2007], состоящая из колонны насосно-компрессорных труб, верхнего и нижнего плунжерных насосов, приемной камеры, размещенной напротив продуктивного интервала и содержащей разделитель фаз, выполненный в виде концентрично установленных друг в друге труб. В разделителе добываемая жидкость сепарируется на нефтяной и водяной потоки, каждый из них отдельно подается на приемы соответственно верхнего и нижнего плунжерных насосов, с помощью которых нефть поднимается на поверхность, а вода закачивается в пласт поглощения. Привод установки осуществляется с поверхности.As the prototype of the installation for the extraction of highly viscous water-oil emulsions, the installation was selected [patent for PM of the Russian Federation No. 65964, ЕВВ 43/38, publ. August 27, 2007], consisting of a tubing string, upper and lower plunger pumps, a receiving chamber located opposite the production interval and containing a phase separator made in the form of pipes concentrically installed in each other. In the separator, the produced fluid is separated into oil and water flows, each of which is separately supplied to the receptions of the upper and lower plunger pumps, respectively, with the help of which oil rises to the surface and water is pumped into the absorption layer. The installation drive is carried out from the surface.

Использование плунжерных насосов ограничивает возможность работы установки на высоких подачах, а применяемый гравитационный способ разделения компонентов с близкими значениями плотности замедляет процесс сепарации и требует для своей реализации лабиринта большой длины, что приводит к увеличению осевого габарита установки и к повышению ее стоимости. Еще одним недостатком является отсутствие контроля степени очистки воды, закачиваемой в пласт поглощения, что может нарушить требования отраслевых стандартов и других нормативных документов по экологической безопасности.The use of plunger pumps limits the ability of the unit to operate at high flows, and the gravitational method used to separate components with close density values slows down the separation process and requires a large labyrinth for its implementation, which increases the axial dimension of the installation and increases its cost. Another drawback is the lack of control over the degree of purification of water injected into the absorption layer, which may violate the requirements of industry standards and other regulatory documents on environmental safety.

Задачей предлагаемых изобретений является разработка эффективного и безопасного для окружающей среды способа добычи высоковязких эмульсий и конструкции установки для его реализации, которые не требуют использования независимых источников сырья - воды, деэмульгатора и проч.The objective of the invention is the development of an effective and environmentally friendly method for the extraction of high viscosity emulsions and the design of the installation for its implementation, which do not require the use of independent sources of raw materials - water, demulsifier, etc.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе добычи высоковязких эмульсий вода-нефть, включающем разделение в скважине водонефтяной смеси на нефть и воду с последующим направлением на прием насоса, согласно изобретению в скважине устанавливают верхний и нижний насосы, разделение осуществляют в центробежном сепараторе с образованием водяного и нефтяного потоков, после чего потоки раздельно направляют на прием нижнего и верхнего насосов и далее поднимают на поверхность.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for producing highly viscous water-oil emulsions, comprising separating a water-oil mixture in a well into oil and water, followed by sending it to a pump, according to the invention, the upper and lower pumps are installed in the well, the separation is carried out in a centrifugal separator to form water and oil flows, after which the streams are separately sent to receive the lower and upper pumps and then raised to the surface.

Подъем на поверхность потоков может осуществляться по раздельным каналам или по общему каналу после прохождения потоков через смеситель.The rise to the surface of the flows can be carried out through separate channels or through a common channel after the flows have passed through the mixer.

В части установки указанный технический результат достигается тем, что в установке для добычи высоковязких эмульсий вода-нефть, содержащей колонну насосно-компрессорных труб, верхний и нижний насосы, разделитель фаз, делящий водонефтяную смесь на жидкие фазы и направляющий их на приемы отдельных насосов, согласно изобретению насосы выполнены центробежными, в качестве разделителя фаз использован сепаратор вода-нефть вихревого или центробежного типа, имеющий выход для нефтяного потока, соединенный байпасной трубой с верхним насосом, и выход для водяного потока, соединенный с нижним насосом, причем приводом каждого насоса служит самостоятельный погружной электродвигатель.In terms of the installation, the indicated technical result is achieved by the fact that in the installation for the production of highly viscous water-oil emulsions containing a tubing string, upper and lower pumps, a phase separator, dividing the oil-water mixture into liquid phases and directing them to the receptions of individual pumps, according to the invention, the pumps are made centrifugal, a water-oil separator of a vortex or centrifugal type having an outlet for oil flow, connected by a bypass pipe to the upper pump, is used as a phase separator, and an outlet for a water flow connected to the lower pump, and an independent submersible motor serves as a drive for each pump.

Во втором варианте исполнения установки привод обоих насосов осуществляется от одного погружного электродвигателя с двусторонним выходом вала.In the second embodiment, the installation of the drive of both pumps is carried out from one submersible motor with two-sided shaft output.

В частных случаях в установках доставка жидкости на поверхность может осуществляться по концентричной НКТ с внутренним для нефти и внешним для воды кольцевыми каналами, разобщенными между собой.In particular cases in installations, the delivery of liquid to the surface can be carried out by concentric tubing with annular channels internal to oil and external to water, disconnected from each other.

В обоих вариантах исполнения может быть дополнительно установлен смеситель, объединяющий потоки с выкидов насосов. Смеситель может быть установлен между НКТ и верхним насосом, при этом выход верхнего насоса внутри смесителя снабжен соплом. В некоторых случаях реализации смеситель размещают вокруг НКТ, выполненной в районе смесителя с продольными щелями разной ширины, предназначенными для поступления потока с выкида нижнего насоса, подведенного к корпусу смесителя, при этом выкид верхнего насоса подключен к НКТ.In both versions, a mixer can be additionally installed, combining flows from the pump outlets. The mixer can be installed between the tubing and the upper pump, while the output of the upper pump inside the mixer is equipped with a nozzle. In some cases, the implementation of the mixer is placed around the tubing, made in the area of the mixer with longitudinal slots of different widths, designed for flow from the discharge of the lower pump, connected to the body of the mixer, while the discharge of the upper pump is connected to the tubing.

Предлагаемый способ состоит из следующих этапов.The proposed method consists of the following steps.

Сначала скважинную жидкость, представляющую собой водонефтяную смесь, разделяют в центробежном или вихревом сепараторе на два потока - водяной поток, содержащий малую долю нефти (менее 25% нефти), и нефтяной поток, содержащий малую долю воды (менее 35% воды). Далее водяной поток направляют на прием нижнего электроцентробежного насоса, а нефтяной поток - на прием верхнего электроцентробежного насоса, работающих от самостоятельных погружных электродвигателей. Таким образом, каждый из насосов перекачивает жидкость с пониженным по сравнению с исходной эмульсией значением вязкости, что позволяет сохранить рабочие характеристики насосов без существенных изменений. Для доставки жидкости на поверхность организуют два разобщенных канала для каждого из потоков либо осуществляют подъем жидкости по общему каналу, на входе в который устанавливают смеситель для объединения потоков.First, the well fluid, which is a water-oil mixture, is separated in a centrifugal or vortex separator into two streams - a water stream containing a small fraction of oil (less than 25% of oil), and an oil stream containing a small fraction of water (less than 35% of water). Next, the water stream is directed to the reception of the lower electric centrifugal pump, and the oil stream is sent to the reception of the upper electric centrifugal pump, operating from independent submersible electric motors. Thus, each of the pumps pumps liquid with a lower viscosity value compared to the initial emulsion, which allows you to save the performance of the pumps without significant changes. To deliver liquid to the surface, two disconnected channels are organized for each of the flows, or the liquid is lifted along a common channel at the inlet of which a mixer is installed to combine flows.

Для реализации этого способа предлагается два варианта установки, сущность которых поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен первый вариант заявляемой насосной установки с концентричной НКТ; на фиг. 2 - первый вариант заявляемой насосной установки с пакером; на фиг. 3 - первый вариант заявляемой насосной установки со смесителем; на фиг. 4 - второй вариант заявляемой насосной установки с концентричной НКТ; на фиг. 5 - второй вариант заявляемой насосной установки с пакером; на фиг. 6 - второй вариант заявляемой насосной установки со смесителем; на фиг. 7 - конструкция смесителя, установленного на входе НКТ; на фиг. 8 - поперечное сечение смесителя А-А фиг. 7; на фиг. 9 - конструкция смесителя, размещенного вокруг НКТ; на фиг. 10 - поперечное сечение смесителя В-В фиг. 9.To implement this method, two installation options are proposed, the essence of which is illustrated by the drawings, where in FIG. 1 shows a first embodiment of the inventive concentric tubing pumping unit; in FIG. 2 - the first version of the inventive pumping unit with a packer; in FIG. 3 - the first version of the inventive pumping unit with a mixer; in FIG. 4 - the second version of the inventive pumping unit with concentric tubing; in FIG. 5 - the second version of the inventive pumping unit with a packer; in FIG. 6 - the second version of the inventive pumping unit with a mixer; in FIG. 7 - design of the mixer installed at the inlet of the tubing; in FIG. 8 is a cross-sectional view of the mixer AA of FIG. 7; in FIG. 9 - design of a mixer placed around the tubing; in FIG. 10 is a cross-sectional view of the mixer BB of FIG. 9.

Установка для добычи высоковязких эмульсий (фиг. 1-3) содержит последовательно расположенные нижний погружной электродвигатель 1, входной модуль 2, сепаратор вода-нефть 3, нижний электроцентробежный насос (ЭЦН) 4, верхний погружной электродвигатель 5 с верхним ЭЦН 6, закрепленным на колонне НКТ 7. Колонна НКТ 7 может быть выполнена в виде концентрично установленных внутренней 8 и наружной 9 труб, образующих кольцевой зазор 10 (фиг. 1, 4), или в виде обычной трубы НКТ 11 (фиг. 2, 3, 5, 6). В сепараторе 3 выход для смеси, обогащенной нефтью, соединен с помощью байпаса 12 с верхним насосом 6, а выход для смеси, обогащенной водой, связан непосредственно с приемом нижнего ЭЦН 4, который имеет ответвленный байпас 13, подведенный к кольцевому зазору 10 (фиг. 1, 4) или выведенный в обсадную колонну 14 за пределы установленного в ней пакера 15, охватывающего трубу НКТ 11 (фиг. 2, 5). Выкид верхнего насоса 6, перекачивающего нефтяной поток, может быть связан с концентрично установленной внутренней трубой 8 (фиг. 1, 4) или с обычной трубой НКТ 11 (фиг. 2, 5).Installation for the extraction of highly viscous emulsions (Fig. 1-3) contains sequentially located lower submersible electric motor 1, input module 2, water-oil separator 3, lower electric centrifugal pump (ESP) 4, upper submersible electric motor 5 with upper ESP 6 mounted on the column Tubing 7. The tubing string 7 can be made in the form of concentrically installed inner 8 and outer 9 pipes forming an annular gap 10 (Fig. 1, 4), or in the form of a conventional tubing tubing 11 (Fig. 2, 3, 5, 6) . In the separator 3, the outlet for the oil-enriched mixture is connected by bypass 12 to the upper pump 6, and the outlet for the mixture enriched in water is connected directly to the intake of the lower ESP 4, which has a branch bypass 13 connected to the annular gap 10 (Fig. 1, 4) or withdrawn into the casing 14 beyond the limits of the packer 15 installed therein, covering the tubing 11 (Fig. 2, 5). The discharge of the upper pump 6, pumping oil flow, can be connected with a concentrically installed inner pipe 8 (Fig. 1, 4) or with a conventional tubing 11 (Fig. 2, 5).

В отличие от первого, во втором варианте исполнения (фиг. 4-6) установка снабжена только одним погружным электродвигателем 16, который выполнен с двухсторонним выходом вала и расположен между входным модулем 2 и верхним ЭЦН 6. В данном исполнении нижний ЭЦН 4 должен быть обратного типа (перевертыш).Unlike the first, in the second embodiment (Fig. 4-6), the installation is equipped with only one submersible motor 16, which is made with a two-sided output of the shaft and is located between the input module 2 and the upper ESP 6. In this design, the lower ESP 4 must be reverse type (changeling).

В описанных выше вариантах исполнения для объединения выходящих из насосов потоков может быть дополнительно установлен смеситель 17 (фиг. 3, 6), представляющий собой корпус 18, в котором происходит смешивание потоков, непосредственно связанный с выкидом ЭЦН 6 и имеющий боковое отверстие 19 для поступления через байпас 13 потока из нижнего ЭЦН 4. Для интенсификации перемешивания выкид ЭЦН 6 снабжен соплом 20, расположенным вдоль оси корпуса 18 (фиг. 7-8).In the above-described embodiments, for combining the effluents from the pumps, a mixer 17 (Fig. 3, 6) can be installed, which is a housing 18 in which the mixing of flows occurs, which is directly connected to the discharge of the ESP 6 and has a side opening 19 for entry through the bypass 13 of the flow from the lower ESP 4. To intensify mixing, the ejection of the ESP 6 is equipped with a nozzle 20 located along the axis of the housing 18 (Fig. 7-8).

В качестве альтернативы возможно размещение корпуса смесителя 18 (фиг. 9-10) вокруг трубы НКТ 11, присоединенной к выкиду ЭЦН 6 и имеющей продольные щелевые отверстия 21 разной ширины. В этом случае смешивание происходит внутри трубы НКТ 11, куда через отверстия 21 попадает обогащенный водой поток, поступающий в корпус 18 через отверстие 19 из ЭЦН 4. В обоих вариантах смешивание потоков не сопровождается образованием мелкодисперсных эмульсий.As an alternative, it is possible to place the mixer body 18 (Fig. 9-10) around the tubing 11 connected to the ESP 6 outlet and having longitudinal slotted holes 21 of different widths. In this case, mixing takes place inside the tubing 11, where water-rich stream enters through the openings 21 and enters the housing 18 through the opening 19 from the ESP 4. In both cases, the mixing of the flows is not accompanied by the formation of finely dispersed emulsions.

Установка для добычи высоковязких эмульсий вода-нефть работает следующим образом.Installation for the extraction of highly viscous water-oil emulsions works as follows.

Скважинная жидкость, представляющая собой вязкую эмульсию вода-нефть (заштрихованные стрелки), поступает через входной модуль 2 на прием сепаратора 3 вода-нефть центробежного или вихревого типа с приводом от нижнего электродвигателя 1. В сепараторе 3 в поле центробежных сил вода как фаза с большей плотностью перемещается к периферии устройства, а нефть как более легкая фаза - к центру. Разделение позволяет получить фазы с более низким по сравнению с эмульсией значением вязкости, при этом разделение может быть неполным. Для того чтобы избежать высоких значений вязкости, достаточно, чтобы отделенный водяной поток содержал не более 25% нефти, а нефтяной - не более 35% воды. С периферии сепаратора 3 водяной поток направляется на вход нижнего ЭЦН 4 с приводом от нижнего электродвигателя 1, где приобретает давление, необходимое для подъема на поверхность. Поскольку содержание нефти в воде не превышает 25%, то вязкость такой смеси будет слабо отличаться от вязкости воды, поэтому существенной деградации рабочих характеристик ЭЦН 4 не произойдет. Далее водяной поток (контурные стрелки) через ответвленный байпас 13 попадает во внешний кольцевой канал 10 концентричной НКТ 7 (фиг. 1, 4).The borehole fluid, which is a viscous water-oil emulsion (shaded arrows), enters through the input module 2 to the reception of a centrifugal or vortex-type water-oil separator 3 driven by a lower electric motor 1. In the separator 3, water as a phase with a larger density moves to the periphery of the device, and oil as a lighter phase - to the center. Separation allows to obtain phases with a lower viscosity compared to the emulsion, while the separation may be incomplete. In order to avoid high viscosity values, it is sufficient that the separated water stream contains no more than 25% oil, and oil - no more than 35% water. From the periphery of the separator 3, the water flow is directed to the inlet of the lower ESP 4 driven by the lower electric motor 1, where it acquires the pressure necessary to rise to the surface. Since the oil content in water does not exceed 25%, the viscosity of such a mixture will slightly differ from the viscosity of water, therefore, significant degradation of the performance of ESP 4 will not occur. Next, the water flow (contour arrows) through the branch bypass 13 enters the outer annular channel 10 of the concentric tubing 7 (Fig. 1, 4).

Одновременно с перекачкой водяного потока осуществляется перекачка нефтяного. Из центра сепаратора 3 нефтяной поток (черные стрелки) по байпасной трубе 12 поступает на вход верхнего насоса 6 с приводом от верхнего электродвигателя 5, приобретает необходимое давление и выходит во внутреннюю трубу 8 концентричной НКТ 7. Таким образом, подъем на поверхность обоих потоков в концентричной НКТ 7 осуществляется по разобщенным каналам - водяной поток поднимается через кольцевой зазор 10, образованный внутренней 8 и внешней 9 трубой, а нефтяной поток соответственно - по внутренней трубе 8 (фиг. 1, 4).At the same time as pumping the water stream, oil is pumped. From the center of the separator 3, the oil flow (black arrows) through the bypass pipe 12 enters the inlet of the upper pump 6 driven by the upper electric motor 5, acquires the necessary pressure and exits into the inner pipe 8 of the concentric tubing 7. Thus, the rise to the surface of both flows in concentric The tubing 7 is carried out through disconnected channels - the water flow rises through the annular gap 10, formed by the inner 8 and outer 9 pipe, and the oil flow, respectively, through the inner pipe 8 (Fig. 1, 4).

Подъем на поверхность разделенных водяного и нефтяного потоков может осуществляться также по обычной трубе НКТ 11 и кольцевому пространству, образованному трубой НКТ 11 и обсадной колонной 14 за пределами установленного в колонне 14 пакера 15 (фиг. 2, 5).The rise to the surface of the separated water and oil flows can also be carried out through a conventional tubing pipe 11 and an annular space formed by a tubing pipe 11 and a casing 14 outside the packer 15 installed in the column 14 (Fig. 2, 5).

В установках, оборудованных смесителем 17, установленным на входе НКТ 11 или вокруг нее и обеспечивающим соединение перекачиваемых потоков без образования мелкодисперсной эмульсии, дальнейший подъем смешанного потока (фиг. 3, 6) происходит внутри обычной трубы НКТ, что упрощает процесс монтажа установки и не приводит к дополнительным затратам по организации второго лифта НКТ.In plants equipped with a mixer 17 installed at or around the inlet of the tubing 11 and providing the connection of the pumped flows without the formation of a finely dispersed emulsion, the further rise of the mixed flow (Fig. 3, 6) occurs inside a conventional tubing, which simplifies the installation process and does not result in additional costs for organizing a second tubing elevator.

В отличие от первого варианта исполнения в установках для добычи высоковязких эмульсий по второму варианту привод нижнего ЭЦН 4, верхнего ЭЦН 6 и сепаратора вода-нефть 3 осуществляется от одного погружного электродвигателя 16 с двусторонним выходом вала, в связи с чем при их работе изменится только направление перекачки жидкости сепаратором 3 и нижним насосом 4 - жидкость будет перекачиваться сверху вниз (фиг. 4-6).Unlike the first embodiment, in the installations for the production of highly viscous emulsions according to the second embodiment, the lower ESP 4, the upper ESP 6 and the water-oil separator 3 are driven from one submersible motor 16 with a two-sided shaft output, and therefore only the direction will change during their operation pumping liquid by the separator 3 and the lower pump 4 - the liquid will be pumped from top to bottom (Fig. 4-6).

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет вести добычу вязкой эмульсии вода-нефть путем частичного разделения фаз и их раздельной перекачки с помощью электроцентробежных насосов без существенной деградации характеристик погружной установки.Thus, the proposed technical solution allows the production of a viscous water-oil emulsion by partial separation of the phases and their separate pumping using electric centrifugal pumps without significant degradation of the characteristics of the submersible installation.

Claims (11)

1. Способ добычи высоковязких эмульсий вода-нефть, включающий разделение в скважине водонефтяной смеси на нефть и воду с последующим направлением на прием насоса, отличающийся тем, что в скважине устанавливают верхний и нижний насосы, разделение осуществляют в центробежном сепараторе с образованием водяного и нефтяного потоков, после чего потоки раздельно направляют на прием нижнего и верхнего насосов и далее поднимают на поверхность.1. A method of producing highly viscous water-oil emulsions, comprising separating a water-oil mixture in a well into oil and water, followed by sending it to a pump, characterized in that the upper and lower pumps are installed in the well, the separation is carried out in a centrifugal separator with the formation of water and oil flows after which the flows are separately directed to the intake of the lower and upper pumps and then raised to the surface. 2. Способ добычи высоковязких эмульсий вода-нефть по п. 1, отличающийся тем, что водяной и нефтяной потоки из верхнего и нижнего насосов поднимают на поверхность по разным каналам.2. A method for producing highly viscous water-oil emulsions according to claim 1, characterized in that the water and oil flows from the upper and lower pumps are raised to the surface through different channels. 3. Способ добычи высоковязких эмульсий вода-нефть по п. 1, отличающийся тем, что водяной и нефтяной потоки из верхнего и нижнего насосов объединяют при помощи смесителя, после чего поднимают на поверхность по общему каналу.3. A method for producing highly viscous water-oil emulsions according to claim 1, characterized in that the water and oil flows from the upper and lower pumps are combined using a mixer, and then they are raised to the surface through a common channel. 4. Установка для добычи высоковязких эмульсий вода-нефть, содержащая верхний и нижний насосы, колонну насосно-компрессорных труб, разделитель фаз, отделяющий нефтяной поток от водяного и позволяющий подавать разделенные потоки на приемы разных насосов, отличающаяся тем, что насосы выполнены центробежными, в качестве разделителя фаз использован сепаратор вода-нефть вихревого или центробежного типа, имеющий выход для нефтяного потока, соединенный с помощью байпасной трубы с верхним насосом, и выход для водяного потока, соединенный с нижним насосом, причем выкиды нижнего и верхнего насосов разобщены друг от друга, а приводом каждого насоса служит самостоятельный погружной электродвигатель.4. Installation for the extraction of highly viscous water-oil emulsions, containing the upper and lower pumps, a tubing string, a phase separator that separates the oil stream from the water stream and allows you to feed the separated flows to the receptions of different pumps, characterized in that the pumps are centrifugal, As a phase separator, a vortex or centrifugal type water-oil separator is used, having an outlet for oil flow connected by a bypass pipe to the upper pump and an outlet for water flow connected to the lower m pump, and abutments of the lower and upper pumps are disconnected from each other, and the drive of each pump is an independent submersible motor. 5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что в колонне насосно-компрессорных труб концентрично установлена внутренняя труба, связанная с выкидом верхнего насоса, а выкид нижнего насоса через ответвленный байпас соединен с кольцевым каналом, образованным в колонне насосно-компрессорных труб вокруг внутренней трубы.5. Installation according to claim 4, characterized in that the inner pipe concentrically installed in the tubing string is connected to the upper pump outflow, and the lower pump outflow is connected via an branch bypass to an annular channel formed in the tubing string around the inner pipes. 6. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что между НКТ и верхним насосом дополнительно установлен смеситель, объединяющий потоки с выкидов насосов, при этом выкид верхнего насоса снабжен соплом.6. Installation according to claim 4, characterized in that between the tubing and the upper pump an additional mixer is installed, combining flows from the pump outlets, while the outflow of the upper pump is equipped with a nozzle. 7. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена установленным вокруг НКТ смесителем, при этом выкид верхнего насоса подключен к НКТ, выполненной в районе смесителя с продольными щелями разной ширины, предназначенными для поступления потока с выкида нижнего насоса, подведенного к корпусу смесителя.7. Installation according to claim 4, characterized in that it is additionally equipped with a mixer installed around the tubing, while the top pump outflow is connected to the tubing made in the area of the mixer with longitudinal slots of different widths, designed to receive flow from the outflow of the lower pump, connected to mixer housing. 8. Установка для добычи высоковязких эмульсий вода-нефть, содержащая верхний и нижний насосы, колонну насосно-компрессорных труб, разделитель фаз, отделяющий нефтяной поток от водяного и позволяющий подавать разделенные потоки на приемы разных насосов, отличающаяся тем, что насосы выполнены центробежными, в качестве разделителя фаз использован сепаратор вода-нефть вихревого или центробежного типа, имеющий выход для нефтяного потока, соединенный с помощью байпасной трубы с верхним насосом, и выход для водяного потока, соединенный с нижним насосом, причем выкиды нижнего и верхнего насосов разобщены друг от друга, приводом обоих насосов служит один погружной электродвигатель с двусторонним выходом вала, а нижний насос перевернут.8. Installation for the production of highly viscous water-oil emulsions, containing the upper and lower pumps, a tubing string, a phase separator that separates the oil stream from the water stream and allows you to feed the separated streams to the receptions of different pumps, characterized in that the pumps are centrifugal, As a phase separator, a vortex or centrifugal type water-oil separator is used, having an outlet for oil flow connected by a bypass pipe to the upper pump and an outlet for water flow connected to the lower m pump, and the outflows of the lower and upper pumps are disconnected from each other, the drive of both pumps is a single submersible motor with two-sided shaft output, and the lower pump is turned upside down. 9. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что в колонне насосно-компрессорных труб концентрично установлена внутренняя труба, связанная с выкидом верхнего насоса, а выкид нижнего насоса через ответвленный байпас соединен с кольцевым каналом, образованным в колонне насосно-компрессорных труб вокруг внутренней трубы.9. Installation according to claim 8, characterized in that the inner pipe concentrically installed in the tubing string is connected to the upper pump outflow, and the lower pump outflow is connected via an branch bypass to an annular channel formed in the tubing string around the inner pipes. 10. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что между НКТ и верхним насосом дополнительно установлен смеситель, объединяющий потоки с выкидов насосов, при этом выкид верхнего насоса снабжен соплом.10. Installation according to claim 8, characterized in that between the tubing and the upper pump an additional mixer is installed, combining flows from the pump outlets, while the outflow of the upper pump is equipped with a nozzle. 11. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена установленным вокруг НКТ смесителем, при этом выкид верхнего насоса подключен к НКТ, выполненной в районе смесителя с продольными щелями разной ширины, предназначенными для поступления потока с выкида нижнего насоса, подведенного к корпусу смесителя.11. Installation according to claim 8, characterized in that it is additionally equipped with a mixer installed around the tubing, while the top pump outflow is connected to the tubing made in the area of the mixer with longitudinal slots of different widths intended for flow from the lower pump outflow brought to mixer housing.
RU2017111754A 2017-04-06 2017-04-06 Method and plant for producing highly viscous water-oil emulsions (options) RU2651857C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111754A RU2651857C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Method and plant for producing highly viscous water-oil emulsions (options)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111754A RU2651857C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Method and plant for producing highly viscous water-oil emulsions (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2651857C1 true RU2651857C1 (en) 2018-04-24

Family

ID=62045759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017111754A RU2651857C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Method and plant for producing highly viscous water-oil emulsions (options)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2651857C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU183576U1 (en) * 2018-07-17 2018-09-26 Общество с ограниченной ответственностью ПКТБ "Техпроект" BYPASS SYSTEM FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1479701A1 (en) * 1987-07-29 1989-05-15 Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Method of pumping nonhomogeneouse fluid
WO1999019425A1 (en) * 1997-10-15 1999-04-22 Unipure Corporation Process for upgrading heavy crude oil production
RU2290506C1 (en) * 2005-12-06 2006-12-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for in-well gas separation
RU65964U1 (en) * 2006-09-05 2007-08-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR OIL PRODUCTION FROM WATERFUL PRODUCED LAYER
RU165961U1 (en) * 2015-12-30 2016-11-10 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина INSTALLATION FOR SEPARATE OIL AND WATER PRODUCTION FROM A HIGHLY WATERED OIL WELL

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1479701A1 (en) * 1987-07-29 1989-05-15 Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Method of pumping nonhomogeneouse fluid
WO1999019425A1 (en) * 1997-10-15 1999-04-22 Unipure Corporation Process for upgrading heavy crude oil production
RU2290506C1 (en) * 2005-12-06 2006-12-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for in-well gas separation
RU65964U1 (en) * 2006-09-05 2007-08-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DEVICE FOR OIL PRODUCTION FROM WATERFUL PRODUCED LAYER
RU165961U1 (en) * 2015-12-30 2016-11-10 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина INSTALLATION FOR SEPARATE OIL AND WATER PRODUCTION FROM A HIGHLY WATERED OIL WELL

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХУДЯКОВ Д. А. Оборудование ЗАО "Новомет-Пермь" для систем ППД. Журнал Инженерная практика, 04/2014, с.14-19. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU183576U1 (en) * 2018-07-17 2018-09-26 Общество с ограниченной ответственностью ПКТБ "Техпроект" BYPASS SYSTEM FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2639428C (en) Gas separator within esp shroud
US10107274B2 (en) Electrical submersible pump assembly for separating gas and oil
US9915134B2 (en) Integrated pump and compressor and method of producing multiphase well fluid downhole and at surface
US6691782B2 (en) Method and system for below motor well fluid separation and conditioning
CA2709090A1 (en) Electrical submersible pump and gas compressor
RU2620667C1 (en) Method of application of electrical centrifugal pump with multiphase pump and packer
RU2651857C1 (en) Method and plant for producing highly viscous water-oil emulsions (options)
RU2315859C1 (en) System for water-and-gas reservoir treatment
RU2428588C1 (en) Submerged multi-phase pump
RU74976U1 (en) GAS-STABILIZING CENTRIFUGAL PUMP MODULE FOR OIL PRODUCTION
RU2374497C1 (en) Submerged pump unit to pump out gas-fluid mixes
US10683741B2 (en) Surface-based separation assembly for use in separating fluid
RU165135U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION
RU172117U1 (en) Sectional differential gas separator with side bypass channels
RU2362910C1 (en) Inclined-rotor stage
RU19560U1 (en) SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP
RU159692U1 (en) SUBMERSIBLE BARBED ELECTRIC PUMP FOR PUMPING A CARBONED LIQUID FROM A WELL
RU2714399C1 (en) Method of water and gas impact on formation and pumping-ejector system for its implementation
RU2333395C2 (en) Submerged pumping unit
RU2027912C1 (en) Method for fluid pumping-out by oil-well pump and gas separator of centrifugal oil-well pump
RU2538181C1 (en) Submersible jet pump
RU2017100937A (en) METHOD AND PUMP-EJECTOR SYSTEM FOR WATER-GAS INFLUENCE ON THE LAYER
RU132502U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION
RU173534U1 (en) SECTION AND CENTRIFUGAL GAS SEPARATOR
RU2387884C1 (en) Centrifugal separator of solid particles