Евразийский сервер публикаций

Евразийский патент № 039509

   Библиографические данные
(11)039509    (13) B1
(21)202090446

 A ]   B ]   C ]   D ]   E ]   F ]   G ]   H ] 

Текущий раздел: C     


Документ опубликован 2022.02.04
Текущий бюллетень: 2022-02  
Все публикации: 039509  
Реестр евразийского патента: 039509  

(22)2018.08.09
(51) C02F 1/44 (2006.01)
E21B 43/20(2006.01)
(43)A1 2020.06.23 Бюллетень № 06  тит.лист, описание 
(45)B1 2022.02.04 Бюллетень № 02  тит.лист, описание 
(31)1712847.1
(32)2017.08.10
(33)GB
(86)EP2018/071677
(87)2019/030343 2019.02.14
(71)БП ЭКСПЛОРЕЙШН ОПЕРЕЙТИНГ КОМПАНИ ЛИМИТЕД (GB)
(72)Коллинс Айан Ральф, Коувз Джон Уильям, Крауч Джон Генри, Уильямс Джон Дейл (GB)
(73)БП ЭКСПЛОРЕЙШН ОПЕРЕЙТИНГ КОМПАНИ ЛИМИТЕД (GB)
(74)Веселицкая И.А., Веселицкий М.Б., Кузенкова Н.В., Каксис Р.А., Белоусов Ю.В., Куликов А.В., Кузнецова Е.В., Соколов Р.А., Кузнецова Т.В. (RU)
(54)СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЕЙ НАГНЕТАЕМОЙ ВОДЫ ПРИ ВВОДЕ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ
   Формула 
(57) 1. Комплексная система для получения смешанного потока нагнетаемой воды для нагнетательной скважины, включающая
установку деминерализации, содержащую узел обратного осмоса (OO) для получения подмешиваемого потока OO-пермеата и узел нанофильтрации (НФ) для получения подмешиваемого потока НФ-пермеата;
смесительную систему;
блок управления и
нагнетательную систему для нагнетательной скважины, пробуренной в нефтеносный слой продуктивного пласта, содержащую нагнетательную линию и по меньшей мере один нагнетательный насос,
причем смесительная система выполнена с возможностью смешивания подмешиваемого потока OO-пермеата и подмешиваемого потока НФ-пермеата для получения смешанного потока нагнетаемой воды и для передачи смешанного потока нагнетаемой воды в нагнетательную систему,
блок управления выполнен с возможностью динамического изменения работы смесительной системы для регулирования количества по меньшей мере одного из подмешиваемых потоков OO-пермеата и НФ-пермеата для изменения состава смешанного потока нагнетаемой воды по сравнению с начальным составом для получения целевого состава, и
блок управления выполнен с возможностью мониторинга в реальном времени давления в нагнетательной скважине или в устьевой арматуре нагнетательной скважины для повышения давления до величины, равной пороговой величине или превышающей ее, и в случае обнаружения блоком управления увеличения давления до величины, равной пороговой величине или превышающей ее, блок управления либо останавливает динамическое изменение состава смешанного потока нагнетаемой воды, либо динамически изменяет состав смешанного потока нагнетаемой воды, пока давление не упадет ниже пороговой величины, или
блок управления выполнен с возможностью мониторинга в реальном времени расхода смешанного потока нагнетаемой воды в нагнетательной линии нагнетательной системы по потоку после по меньшей мере одного нагнетательного насоса, для снижения расхода до пороговой величины или ниже ее, и в случае обнаружения блоком управления уменьшения расхода до величины, равной пороговой величине, или ниже нее, блок управления либо останавливает динамическое изменение состава смешанного потока нагнетаемой воды, либо динамически изменяет состав смешанного потока нагнетаемой воды, пока расход не вырастет выше пороговой величины.
2. Система по п.1, в которой смесительная система выполнена с возможностью смешивания подмешиваемого потока OO-пермеата и подмешиваемого потока НФ-пермеата с подмешиваемым потоком сильноминерализованной воды, имеющей минерализацию от 17500 до 50000 мг/л, для получения смешанного потока нагнетательной воды, и
блок управления выполнен с возможностью динамического изменения работы смесительной системы для регулирования количества по меньшей мере одного из подмешиваемых потоков OO-пермеата, НФ-пермеата и сильноминерализованной воды для изменения состава смешанного потока нагнетаемой воды по сравнению с начальным составом, для получения целевого состава.
3. Система по п.1 или 2, в которой блок управления предназначен для динамического изменения работы смесительной системы для изменения состава смешанного потока нагнетаемой воды от начального состава до целевого состава, следуя профилю концентрации, для снижения минерализации или ионной силы смешанного потока нагнетаемой воды.
4. Система по п.3, в которой блок управления выполнен с возможностью приема профиля концентрации от источника, внешнего относительно блока управления.
5. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой блок управления выполнен с возможностью приема профиля концентрации в условиях восстановления от источника, внешнего относительно блока управления.
6. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой блок управления выполнен с возможностью динамического изменения работы смесительной системы для регулирования количества по меньшей мере одного из подмешиваемых потоков OO-пермеата и НФ-пермеата посредством регулирования количества по меньшей мере OO-пермеата или НФ-пермеата, отводимого из смесительной системы через линию сброса OO-пермеата или линию сброса НФ-пермеата соответственно.
7. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой смесительная система выполнена с возможностью смешивания подмешиваемого потока OO-пермеата и подмешиваемого потока НФ-пермеата с подмешиваемым потоком стабилизатора мелких частиц для получения смешанного потока нагнетаемой воды, причем подмешиваемый поток для стабилизации мелких частиц содержит водный раствор по меньшей мере одной добавки для стабилизации мелких частиц, и
блок управления выполнен с возможностью динамического изменения работы смесительной системы для изменения количества подмешиваемого потока для стабилизации мелких частиц для изменения состава смешанного потока нагнетаемой воды от начального состава к целевому составу.
8. Система по п.7, в которой блок управления выполнен с возможностью динамического изменения работы смесительной системы для регулирования количества подмешиваемого потока для стабилизации мелких частиц для изменения состава смешанного потока нагнетаемой воды, следуя профилю концентрации или профилю концентрации в условиях восстановления, который включает изменения в концентрации добавки для стабилизации мелких частиц в смешанном потоке нагнетаемой воды.
9. Способ управления работой комплексной системы для получения смешанного потока нагнетаемой воды для нагнетательной скважины, включающей
установку деминерализации, включающую узел обратного осмоса (OO) и узел нанофильтрации (НФ);
смесительную систему;
блок управления;
нагнетательную систему для нагнетательной скважины, пробуренной в нефтеносный слой продуктивного пласта, при осуществлении которого
подают в установку деминерализации сильноминерализованную питательную воду;
получают подмешиваемый поток OO-пермеата, используя узел OO установки деминерализации;
получают подмешиваемый поток НФ-пермеата, используя узел НФ установки деминерализации;
смешивают подмешиваемый поток OO-пермеата и подмешиваемый поток НФ-пермеата в смесительной системе и
динамически изменяют работу смесительной системы во время ввода нагнетательной скважины в эксплуатацию для регулирования количества по меньшей мере одного из подмешиваемых потоков OO-пермеата и НФ-пермеата для изменения состава смешанного потока нагнетаемой воды от начального состава к целевому составу для основного этапа заводнения слабоминерализованной водой, следуя профилю концентрации, для снижения минерализации или ионной силы смешанного потока нагнетаемой воды,
осуществляют мониторинг в реальном времени давления в нагнетательной скважине или в устьевой арматуре нагнетательной скважины для повышения давления до величины, равной пороговой величине или превышающей ее, или мониторинга в реальном времени расхода смешанного потока нагнетаемой воды в нагнетательной линии нагнетательной системы по потоку после по меньшей мере одного нагнетательного насоса для снижения расхода до пороговой величины или ниже ее, и
останавливают динамическое изменение состава смешанного потока нагнетаемой воды, либо динамически изменяют состав смешанного потока нагнетаемой воды в случае обнаружения блоком управления увеличения давления до величины, равной пороговой величине или превышающей ее, или уменьшения расхода до величины, равной пороговой величине, или ниже нее, пока давление не упадет ниже пороговой величины или пока расход не вырастет выше пороговой величины.
10. Способ по п.9, в котором установка деминерализации имеет обводную линию для сильноминерализованной воды, выполненную с возможностью пропускания части питательного потока сильноминерализованной воды в качестве подмешиваемого потока в смесительную систему, причем общее содержание растворенных твердых веществ в питательном потоке сильноминерализованной воды составляет от 17500 до 50000 мг/л, а при динамическом изменении работы смесительной системы во время ввода в эксплуатацию нагнетательной скважины регулируют количество подмешиваемого потока сильноминерализованной воды для изменения состава смешанного потока нагнетательной воды.
11. Способ по п.9 или 10, в котором при динамическом изменении работы смесительной системы во время ввода в эксплуатацию нагнетательной скважины дополнительно регулируют количество по меньшей мере одной добавки для стабилизации мелких частиц в смешанном потоке нагнетаемой воды, следуя профилю концентрации, который включает изменения в концентрации добавки для стабилизации мелких частиц.
12. Способ по п.11, в котором смесительная система дополнительно содержит резервуар для хранения концентрата для стабилизации мелких частиц, содержащего водный раствор по меньшей мере одной добавки для стабилизации мелких частиц, соединенный с линией, выполненной с возможностью передачи подмешиваемого потока концентрата для стабилизации мелких частиц, а при динамическом изменении работы смесительной системы во время ввода в эксплуатацию нагнетательной скважины дополнительно регулируют количество подмешиваемого потока концентрата для стабилизации мелких частиц для изменения состава смешанного потока нагнетаемой воды.
13. Способ по любому из пп.9-12, в котором при динамическом регулировании работы смесительной системы управляют регулируемым клапаном в смесительной системе.
14. Способ по п.13, в котором регулируемый клапан выбирают из клапана на линии сброса OO-пермеата, клапана на линии сброса НФ-пермеата, клапана на обводной линии сильноминерализованной воды, клапана на линии концентрата для стабилизации мелких частиц или любой их комбинации.
15. Комплексная система для получения смешанного потока нагнетаемой воды для нагнетательной скважины, включающая установку деминерализации, смесительную систему и блок управления, в которой
установка деминерализации содержит
впускную линию воды;
узел обратного осмоса, гидравлически соединенный с впускной линией воды и выполненный с возможностью приема питательной воды и вырабатывания пермеата обратного осмоса;
узел нанофильтрации, гидравлически соединенный с впускной линией воды и выполненный с возможностью приема питательной воды и вырабатывания пермеата нанофильтрации, минерализация которого выше минерализации пермеата обратного осмоса, а
смесительная система содержит
линию для подмешиваемого водного потока пермеата обратного осмоса;
линию для подмешиваемого потока нанофильтрации;
линию для смешанного потока нагнетаемой воды;
по меньшей мере одну из линии сброса обратного осмоса, выполненную с возможностью выведения неиспользованной части пермеата обратного осмоса из смесительной системы, и линии сброса нанофильтрации, выполненную с возможностью выведения неиспользованной части пермеата нанофильтрации из смесительной системы; и
один или более регулируемых клапанов,
причем блок управления выполнен с возможностью регулирования, в ответ на полученные данные измерения расхода, давления или состава текучей среды, работы одного или более регулируемых клапанов смесительной системы, для выборочного объединения по меньшей мере части пермеата обратного осмоса по меньшей мере с частью пермеата нанофильтрации, для получения смешанного потока нагнетаемой воды, имеющего заданный состав, и
блок управления выполнен с возможностью мониторинга в реальном времени давления в нагнетательной скважине или в устьевой арматуре нагнетательной скважины для повышения давления до величины, равной пороговой величине или превышающей ее, и в случае обнаружения блоком управления увеличения давления до величины, равной пороговой величине или превышающей ее, блок управления либо останавливает динамическое изменение состава смешанного потока нагнетаемой воды, либо динамически изменяет состав смешанного потока нагнетаемой воды, пока давление не упадет ниже пороговой величины, или
блок управления выполнен с возможностью мониторинга в реальном времени расхода смешанного потока нагнетаемой воды в нагнетательной линии нагнетательной системы по потоку после по меньшей мере одного нагнетательного насоса, для снижения расхода до пороговой величины или ниже ее, и в случае обнаружения блоком управления уменьшения расхода до величины, равной пороговой величине, или ниже нее, блок управления либо останавливает динамическое изменение состава смешанного потока нагнетаемой воды, либо динамически изменяет состав смешанного потока нагнетаемой воды, пока расход не вырастет выше пороговой величины.
16. Система по п.15, в которой блок управления выполнен с возможностью регулирования регулируемого клапана на линии сброса OO или на линии сброса НФ.
17. Система по п.15 или 16, в которой установка деминерализации дополнительно включает обводную линию, соединенную с впускной линией воды, для пропускания по меньшей мере части питательной воды в смесительную систему, причем блок управления выполнен с возможностью регулирования клапана на обводной линии, для выборочного объединения части питательной воды из обводной линии по меньшей мере с частью пермеата обратного осмоса и по меньшей мере частью пермеата нанофильтрации, для получения смешанного потока нагнетаемой воды, имеющего заданный состав.
18. Система по п.15 или 16, в которой установка деминерализации дополнительно включает обводную линию, соединенную с впускной линией воды, для пропускания по меньшей мере части питательной воды в смесительную систему, причем обводная линия дополнительно соединена с линией сброса питательной воды, а блок управления выполнен с возможностью регулирования клапана на линии сброса питательной воды, для выборочного объединения части питательной воды из обводной линии по меньшей мере с частью пермеата обратного осмоса и по меньшей мере частью пермеата нанофильтрации, для получения смешанного потока нагнетаемой воды, имеющего заданный состав.
19. Система по любому из пп.15-18, в которой смесительная система дополнительно включает резервуар для хранения концентрата для стабилизации мелких частиц, содержащего водный раствор по меньшей мере одной добавки для стабилизации мелких частиц, соединенный с линией подмешиваемого потока концентрата для стабилизации мелких частиц, а блок управления выполнен с возможностью регулирования клапана на линии концентрата для стабилизации мелких частиц, для выборочного объединения концентрата для стабилизации мелких частиц по меньшей мере с одним из подмешиваемых потоков пермеата обратного осмоса, пермеата нанофильтрации, питательной воды или любой их комбинации, для получения смешанного потока нагнетаемой воды, имеющего заданный состав.
20. Система по любому из пп.15-19, в которой данные расхода, давления или состава относятся к смешанному потоку нагнетаемой воды.
21. Система по любому из пп.15-20, дополнительно включающая несколько датчиков концентрации ионов, выполненных с возможностью измерения по меньшей мере одного из параметров минерализации, концентрации отдельных ионов (Ci) или концентрации ионов по типам отдельных ионов в пермеате нанофильтрации, пермеате обратного осмоса или смешанном потоке нагнетаемой воды, и передачи измеренных данных состава в блок управления.
22. Система по любому из пп.15-21, дополнительно включающая один или более датчиков расхода, выполненных с возможностью измерения по меньшей мере одного из параметров расхода пермеата обратного осмоса, расхода пермеата нанофильтрации, расхода смешанного потока нагнетаемой воды, расхода обводного потока питательной воды или расхода потока концентрата для стабилизации мелких частиц, и передачи данных расхода в блок управления.
23. Система по любому из пп.15-22, в которой блок управления выполнен с возможностью регулирования, в ответ на измеренные данные расхода потока, давления и состава, одного или более клапанов смесительной системы, для регулирования состава смешанного потока нагнетаемой воды от начального состава к целевому составу, следуя профилю концентрации.
24. Способ получения смешанного потока нагнетаемой воды для нагнетательной скважины, при осуществлении которого
получают поток пермеата обратного осмоса;
получают поток пермеата нанофильтрации;
смешивают по меньшей мере часть потока пермеата обратного осмоса по меньшей мере с частью потока пермеата нанофильтрации для получения смешанного потока нагнетаемой воды, имеющего первую минерализацию;
увеличивают отношение в смеси потока пермеата обратного осмоса по сравнению с потоком пермеата нанофильтрации для снижения минерализации смешанного потока нагнетаемой воды от первой минерализации до второй минерализации;
отводят уменьшающуюся часть потока пермеата обратного осмоса при увеличении отношения в смеси; и
осуществляют мониторинг в реальном времени давления в нагнетательной скважине или в устьевой арматуре нагнетательной скважины для повышения давления до величины, равной пороговой величине или превышающей ее, или мониторинга в реальном времени расхода смешанного потока нагнетаемой воды в нагнетательной линии нагнетательной системы по потоку после по меньшей мере одного нагнетательного насоса, для снижения расхода до пороговой величины или ниже ее, и
останавливают динамическое изменение состава смешанного потока нагнетаемой воды, либо динамически изменяют состав смешанного потока нагнетаемой воды, в случае обнаружения блоком управления увеличения давления до величины, равной пороговой величине или превышающей ее, или уменьшения расхода до величины, равной пороговой величине, или ниже нее, пока давление не упадет ниже пороговой величины или пока расход не вырастет выше пороговой величины; и
поддерживают отношение в смеси при достижении второй минерализации в процессе нагнетания смешанного потока нагнетаемой воды в нагнетательную скважину, пробуренную в нефтеносный слой продуктивного пласта.
25. Способ по п.24, в котором при первой минерализации поток нагнетаемой воды имеет общее содержание растворенных твердых веществ (ОСРТВ) в интервале от 10000 до 22500 мг/л, а при второй минерализации смешанный поток нагнетаемой воды имеет общее содержание растворенных твердых веществ в интервале от 500 до 5000 мг/л.
26. Способ по п.24 или 25, в котором дополнительно
увеличивают расход смешанного потока нагнетаемой воды от первого расхода до второго расхода с одновременным увеличением отношения в смеси потока пермеата обратного осмоса по сравнению с потоком пермеата нанофильтрации путем отведения уменьшающейся части потока пермеата обратного осмоса и уменьшающейся части потока пермеата нанофильтрации, по мере увеличения отношения в смеси; и
поддерживают расход и отношение в смеси, когда расход смешанного потока нагнетаемой воды достигает второго расхода, и минерализация нагнетаемого потока достигает второй минерализации.
27. Способ по любому из пп.24-26, в котором поток пермеата обратного осмоса и поток пермеата нанофильтрации вырабатывают из питательной воды, имеющей ОСРТВ в интервале от 17500 до 50000 мг/л, и концентрацию двухвалентных катионов в интервале от 500 до 3500 мг/л, а при осуществлении способа дополнительно
смешивают по меньшей мере часть питательной воды по меньшей мере с частью потока пермеата обратного осмоса и по меньшей мере частью потока пермеата нанофильтрации для получения смешанного потока нагнетаемой воды; и
снижают концентрацию двухвалентных катионов в смешанном потоке нагнетаемой воды от первой концентрации двухвалентных катионов до второй концентрации двухвалентных катионов путем смешивания уменьшающейся части питательной воды по меньшей мере с частью потока пермеата обратного осмоса и по меньшей мере с частью потока пермеата нанофильтрации.
28. Способ по п.27, в котором дополнительно
определяют концентрацию анионов сульфата в смешанном потоке нагнетаемой воды и
регулируют количество питательной воды, смешиваемой с потоком пермеата обратного осмоса и с потоком пермеата нанофильтрации, для поддержания концентрации анионов сульфата в смешанном потоке нагнетаемой воды ниже пороговой концентрации сульфата.
29. Способ по любому из пп.24-28, в котором дополнительно
смешивают по меньшей мере часть потока концентрата для стабилизации мелких частиц, содержащего по меньшей мере одну добавку для стабилизации мелких частиц, по меньшей мере с одной из частей потоков пермеата обратного осмоса, пермеата нанофильтрации, питательной воды или любой их комбинации, для получения смешанного потока нагнетаемой воды; и
увеличивают концентрацию добавки для стабилизации мелких частиц в смешанном потоке нагнетаемой воды в ответ на снижение приемистости нефтеносного слоя продуктивного пласта в отношении смешанного потока нагнетаемой воды.
30. Способ управления составом смешанного потока нагнетаемой воды для нагнетательной скважины, при осуществлении которого
получают посредством системы управления один или более параметров состава для смешанного потока нагнетаемой воды;
автоматически регулируют посредством системы управления один или более клапанов в смесительной системе;
смешивают пермеат обратного осмоса с пермеатом нанофильтрации в смесительной системе для получения смешанного потока нагнетаемой воды, в ответ на автоматическое регулирование одного или более клапанов;
управляют посредством системы управления одним или более параметрами состава смешанного потока нагнетаемой воды для достижения, соответственно, одного или более целевых параметров состава нагнетаемой воды, посредством автоматического управления одним или более клапанами для изменения расхода смешанного потока нагнетаемой воды и изменения отношения в смеси пермеата обратного осмоса к пермеату нанофильтрации, для получения смешанной нагнетаемой жидкости, один или более параметров состава которой соответствует одному или более целевому параметру состава нагнетаемой жидкости;
нагнетают нагнетаемую жидкость в скважину через нагнетательную линию,
причем управление одним или более параметрами состава основано на давлении в скважине, давлении в устьевой арматуре или расходе в нагнетательной линии.
31. Способ по п.30, в котором один или более параметров состава включает общее содержание растворенных твердых веществ смешанного потока нагнетаемой воды, а при управлении одним или более параметрами состава регулируют общее содержание растворенных твердых веществ смешанного потока нагнетаемой воды на соответствие планируемому профилю общей концентрации растворенных твердых веществ, который определяет один или более целевых параметров состава нагнетаемой воды на определенный период времени.
32. Способ по п.30 или 31, в котором дополнительно смешивают по меньшей мере часть питательной воды с пермеатом обратного осмоса и пермеатом нанофильтрации для получения нагнетаемой жидкости в результате автоматического регулирования одного или более клапанов в смесительной системе.
Zoom in