Морская буровая платформа и способ предотвращения загрязнения акватории пластовыми водами

Морская буровая платформа и способ предотвращения загрязнения акватории пластовыми водами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к морским платформам для бурения нефтяных и газовых скважин. Изобретение позволяет предотвратить загрязнение акватории пластовыми водами.

Известна платформа морского бурения нефтяных и газовых скважин по патенту РФ №2166611, которая имеет буровую площадку, установленную на плавсредствах. Недостаток - низкая надежность устройства, неспособного противостоять сильным штормам, течениям и смещению ледяного покрова.

Известно изобретение по патенту РФ №2288320. Морская платформа может быть установлена в акватории океана и содержит основание и опоры с защитным блоком и источник электроэнергии, подключенный к потребителям энергии. Платформа имеет защитный блок, выполненный в виде бандажной конструкции, установленный на грунте водоема и закрепленный на нем. По отношению к опоре морского инженерного сооружения он расположен с зазором между его стенкой и опорой морского инженерного сооружения, что исключает соприкосновение защитного блока с опорой морского инженерного сооружения. Величина зазора составляет не менее значения, определяемого по расчетному соотношению. Предусмотрена возможность подогрева жидкости (морской воды), находящейся в пространстве, образованном зазором между опорой морского инженерного сооружения и стенкой защитного блока, например, путем сообщения указанного пространства с источником.

Недостатком изобретения является загрязнение акватории пластовыми водами, которые отделяют от нефти путем сепарации.

Известна морская буровая платформа по патенту РФ на изобретение №2312185, прототип. Эта платформа содержит опоры для крепления к грунту, основание платформы, на котором установлена буровая вышка, обсадную колонну со скважинными фильтрами, установленными в нефтеносном пласте, насос с подключенным к его выходу сепаратором.

Задача создания изобретения - предотвращение загрязнения акватории пластовыми водами.

Решение указанных задач достигнуто в морской буровой платформе, включающей опоры и платформу, на которой установлено устьевое оборудование для добычи нефти, соединяющее колонну труб добывающей скважины с входом в сепаратор, первый выход которого подключен к нефтенакопительному резервуару, тем, что второй выход сепаратора через нагнетательный насос соединен с трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта. Между вторым выходом сепаратора и трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину установлена дополнительная емкость для пластовой воды и водяной насос для ее подачи из сепаратора. В качестве нагнетательного насоса для закачки пластовой воды в нагнетательную скважину используется поршневой насос. Между первым выходом сепаратора и нефтенакопительным резервуаром установлен промежуточный насос. Для перекачки нефти в танкер она снабжена причальным буем, вынесенным в море, закрепленным к морскому дну тросом или цепью и соединенным гибким рукавом с трубопроводом подачи нефти, проложенным по дну от морской платформы. Гибкий рукав, закрепленный на причальном буе, соединен с задвижкой, выполненной с быстроразъемным соединением, например байонетным, для соединения с нефтеналивным рукавом танкера. Между выходом из нефтенакопительного резервуара и трубопроводом подачи нефти установлен перекачивающий насос и расходомер. В продуктивном пласте добывающей скважины установлены скважинные фильтры и скважинный погружной насос. В нагнетательной скважине установлены скважинные фильтры.

Решение указанных задач достигнуто в способе предотвращения загрязнения акватории пластовыми водами, включающем добычу нефти, содержащей пластовую воду, ее сепарацию от нефти, тем, что отделенную от нефти пластовую воду закачивают в скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта. Одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение попутного газа. Одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение твердых частиц породы.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е всеми критериями изобретения.

Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, изобретательский уровень - достижением нового технического эффекта предотвращение загрязнения акватории в месте установки морских платформ пластовыми водами, отделенными в сепараторе от нефти и ранее сбрасываемыми в океан. Промышленная применимость обусловлена тем, что для реализации изобретения требуются известные материалы и технологии.

Сущность изобретения поясняется на иллюстрациях фиг.1 и 2, где

на фиг.1 приведена конструкция морской платформы и упрощенная схема добычи нефти из продуктивного пласта,

на фиг.2 приведена схема сепарации пластовой воды и ее закачки в нагнетательную скважину, а также сбор и загрузка нефти в танкер.

Морская буровая платформа (фиг.1) содержит опоры 1, на которых установлено основание 2.

Основание 2 установлено выше уровня воды 3. Опоры 1 могут быть расположены на грунте 4, ниже которого находится нефтеносный пласт 5, под которым находится водоносный пласт 6. На основании 2 установлено устьевое оборудование 7 для добычи нефти, соединяющее колонну труб 8 добывающей скважины 9 с сепаратором 10. В горизонтальной части скважины 11, выполненной в продуктивном пласте 5 установлены скважинные фильтры 12. Первый выход сепаратора 10 подключен к нефтенакопительному резервуару 13, а второй выход из сепаратора 10 через нагнетательный насос 14 соединен с трубопроводом подачи пластовой воды 15 в нагнетательную скважину 16, которая расположена ниже продуктивного пласта 5, т.е. в водоносный пласт 6 (фиг.1).

Между вторым выходом сепаратора 10 и трубопроводом подачи пластовой воды 15 в нагнетательную скважину 16 может быть установлена дополнительная емкость 17 для пластовой воды и водяной насос 18 для ее подачи из сепаратора 10. Дополнительная емкость 17 для пластовой воды предназначена для компенсации разной производительности сепаратора 10 и нагнетательного насоса 14, накопления воды при отказе нагнетательного насоса 14 или его профилактическом ремонте. Между первым выходом сепаратора 10 и нефтенакопительным резервуаром 13 может быть установлен промежуточный насос 19.

Для перекачки нефти в танкер 20 морская буровая платформа снабжена причальным буем 21, вынесенным в море, закрепленным к морскому дну 22 тросом 23 (или цепью) и соединенным гибким рукавом 24 с трубопроводом подачи нефти 25, проложенным по морскому дну 22. На причальном буе 21 может быть установлена задвижка 26, выполненная с быстроразъемным соединением, например байонетным, для соединения с нефтеналивным рукавом 27 танкера 20.

Между выходом из нефтенакопительного резервуара 13 (фиг.2) и трубопроводом подачи нефти 25 установлен перекачивающий насос 28 и расходомер 29. В продуктивном пласте 5 добывающей скважины 9 может быть установлен погружной насос 30, а в нагнетательной скважине 16 - скважинные фильтры 31. На выходе из колонны труб 8 (на входе в сепаратор 10) установлен датчик давления 32. Система сепарации, закачки воды и загрузки нефти оснащена вентилями 33 или управляемыми клапанами (на фиг.2 приведены только основные клапаны и вентиля, в системе может быть применена и другая запорная арматура для вспомогательных систем, обеспечивающих функционирование основной системы, например противопожарная система, система продувки, слива конденсата и т.д)

При работе погружной насос 30 подает по колонне труб 8 смесь нефти и воды, в которой также могут быть твердые посторонние частицы и газ. Смесь в сепараторе 10 разделяется на нефть и воду, а также отделяется газ, при его присутствии и твердые примеси. Нефть поступает в нефтенакопительный резервуар 13, а вода - по трубопроводу подачи пластовой воды 15 - в нагнетательную скважину 16 и далее в водоносный пласт 6, расположенный под продуктивным пластом 5. При наличии дополнительной емкости 17 пластовая вода накапливается в ней и периодически нагнетается под продуктивный пласт 5. Смесь может быть дополнительно очищена от посторонних примесей в скважинных фильтрах 31.

Применение изобретения позволило следующее.

- Предотвратить загрязнение акватории пластовыми водами, т.к. отсепарированная вода не сбрасывается в водоем.

- Уменьшить энергетические затраты на добычу нефти за счет закачки воды в пласт и поддержания пластового давления.

- Уменьшить затраты на транспортировку нефти потребителям.

- Снизить себестоимость добычи нефти.

- Улучшить экологию окружающей среды.

1. Морская буровая платформа, включающая опоры и платформу, на которой установлено устьевое оборудование для добычи нефти, соединяющее колонну труб добывающей скважины с входом в сепаратор, первый выход которого подключен к нефтенакопительному резервуару, отличающаяся тем, что второй выход сепаратора через нагнетательный насос соединен с трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта, а между вторым выходом сепаратора и трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину установлена дополнительная емкость для пластовой и водяной насос для ее подачи из сепаратора.

2. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нагнетательного насоса для закачки пластовой воды в нагнетательную скважину используется поршневой насос.

3. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что между первым выходом сепаратора и нефтенакопительным резервуаром установлен промежуточный насос.

4. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что для перекачки нефти в танкер она снабжена причальным буем, вынесенным в море, закрепленным к морскому дну тросом или цепью и соединенным гибким рукавом с трубопроводом подачи нефти, проложенным по дну от морской платформы.

5. Морская буровая платформа по п.4, отличающаяся тем, что гибкий рукав, закрепленный на причальном буе, соединен с задвижкой выполненной с быстроразъемным соединением, например байонетным, для соединения с нефтеналивным рукавом танкера.

6. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что между выходом из нефтенакопительного резервуара и трубопроводом подачи нефти установлен перекачивающий насос и расходомер.

7. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что в продуктивном пласте добывающей скважины установлены скважинные фильтры и скважинный погружной насос.

8. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что в нагнетательной скважине установлены скважинные фильтры.

9. Способ предотвращения загрязнения акватории пластовыми водами, включающий добычу нефти, содержащей пластовую воду, ее сепарацию от нефти, отличающийся тем, что отделенную от нефти пластовую воду закачивают в скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта, при этом одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение попутного газа.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение твердых частиц породы.