Технологии разделения нефти и воды в скважине ( DOWS ) представляют собой устройства и методы, которые разделяют производственные жидкости на поток с высоким содержанием нефти и поток с высоким содержанием воды в нефтяной скважине . Система DOWS, установленная в скважине, будет получать жидкости из нефтедобывающей зоны в нефтяном пласте и разделять смесь на поток, который в основном состоит из воды, и поток, который в основном состоит из сырой нефти и природного газа , и направлять потоки в разные места назначения. После разделения в скважине системы DOWS выкачивают поток с высоким содержанием нефти на поверхность и закачивают поток с высоким содержанием воды в другую зону или пласт, доступный для той же скважины.
Нефтедобывающая скважина обычно завершается для перекачки всех добытых жидкостей на поверхность, где жидкости будут разделены на составляющие их компоненты. На раннем этапе эксплуатации большинства нефтедобывающих скважин обычно будет добываться больше нефти, чем добытой воды . Добытая вода считается сточными водами , которые необходимо очищать .
Со временем, по мере истощения запасов нефтепродуктов в пласте, обводненность (соотношение добываемой воды к общему объему добываемых жидкостей) может увеличиться. Или, когда месторождение подвергается вторичной добыче с заводнением , обводненность может стать очень высокой. В качестве альтернативы, в скважине могут возникнуть другие проблемы, требующие капитального ремонта . Когда обводненность становится высокой или когда рассматривается капитальный ремонт, будет оценена экономика [1] и может быть благоприятна для установки технологии DOWS, чтобы сточные воды не нужно было очищать на поверхности. В этих случаях экономика может быть благоприятной для закачки добываемой воды в другую проницаемую зону, доступную для скважины. [2] [3] Однако не все нефтяные скважины являются хорошими кандидатами для развертывания DOWS. [4]
Зона добычи, в которой расположена система DOWS, должна быть изолирована от других зон скважины пакерами . Это позволяет впускному отверстию системы DOWS принимать смесь нефти и воды. В некоторых типах систем DOWS насос будет нагнетать полученную смесь через систему разделения нефти и воды. В некоторых системах DOWS давление жидкостей в скважине будет достаточным, чтобы нагнетать водонасыщенный поток в проницаемую зону под системой DOWS. В других системах DOWS для нагнетания водонасыщенного потока в проницаемую зону необходим отдельный насос. [5]
Для подъема богатого нефтью потока на поверхность используется насос искусственного подъема. [ 6 ]
Системы DOWS не полностью отделяют нефть от воды в скважине. Вместо этого системы DOWS уменьшат количество воды, выносимой на поверхность. Некоторые захваченные капли воды будут удерживаться в богатом нефтью потоке, а некоторые капли нефти и растворенного газа будут захвачены в богатом водой потоке.
Испытания показали, что большинство правильно работающих систем DOWS могут сократить количество воды, выбрасываемой на поверхность, примерно на 75%. [7] [8] Исследования по дальнейшему сокращению количества воды, выбрасываемой на поверхность, продолжаются. [9]
Были разработаны два традиционных типа систем DOWS. Первоначально был разработан механизм гравитационного разделения . [10] Однако гравитационное разделение требует времени в скважине для разделения компонентов, что приводит к снижению производительности. [7]
Системы гидроциклонного типа DOWS [11] были разработаны для ускорения разделения и производительности. [7] Системы гидроциклонного типа DOWS обычно используют электрические погружные насосы для преодоления любого перепада давления , необходимого для закачки воды в другую зону. Кроме того, известно, что дополнительная подача жидкости в ствол скважины насосом увеличивает добычу нефти из некоторых скважин. [7]
В настоящее время разрабатывается новое направление исследований, в котором проницаемые мембраны размещаются в стволе скважины для отделения воды от нефти и газа. [12]