СИСТЕМА ЗАВОДНЕНИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ

Предложение относится к системе заводнения продуктивных пластов и устройствам, предназначенным для использования в нефтегазодобывающей промышленности.
Известна система заводнения продуктивных пластов, включающая водозаборную скважину, водовод низкого давления, кустовую насосную станцию, разветвленную сеть водоводов высокого давления, нагнетательные скважины. Пластовая вода из водозаборной скважины самотеком или с помощью насосов по водоводу низкого давления подается на кустовую насосную станцию и ее насосами по разветвленной сети водоводов высокого давления закачивается в нагнетательные скважины с разной проницаемостью и приемистостью пластов (см. «Справочная книга по добыче нефти» под. ред. Ш.К.Гиматутдинова. М., Недра, 1974, с.111).
Наиболее близкой к предлагаемой является система заводнения продуктивных пластов, включающая сообщающиеся водоводами высокого давления водозаборную и нагнетательные скважины, погружной центробежный насос. Пластовая вода из водозаборной скважины погружным центробежным насосом подается непосредственно в нагнетательные скважины с разной проницаемостью и приемистостью пластов (см. кн. Ф.С.Абдулина «Добыча нефти и газа» М., Недра, 1983, с.60-61).
Недостатком известной системы заводнения продуктивных пластов является то, что при ее работе происходит поступление в нагнетательные скважины загрязняющих твердых частиц, причинами появления которых в пластовой воде являются следующие факторы: вынос твердых частиц и отложений из водозаборной скважины: твердые отложения в водоводах, образующиеся в процессе их длительной эксплуатации. В результате закачки загрязненной пластовой воды в продуктивные пласты, особенно с низкой проницаемостью, происходит более интенсивное засорение фильтрующей поверхности пласта по сравнению с пластами с высокой проницаемостью. Это приводит к быстрому снижению приемистости нагнетательной скважины.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является предотвращение поступления загрязняющих веществ в низкоприемистые нагнетательные скважины и сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта на продолжительный срок.
Техническая задача решается предлагаемой системой заводнения продуктивных пластов, включающей сообщающиеся водоводами высокого давления водозаборную и нагнетательные скважины, погружной центробежный насос.
Новым является то, что водоводы высокого давления дополнительно снабжены сепарирующим устройством, выполненным в виде полого трубчатого корпуса, содержащего диффузор, установленный на входе в полый трубчатый корпус со стороны водозаборной скважины с плавно уменьшающимся по ходу движения пластовой воды проходным сечением и резким его расширением в конце, ловушку с внутренней полостью, установленную в полом трубчатом корпусе со стороны резкого расширения диффузора на расстоянии от плоскости с наименьшим проходным сечением диффузора до кромки внутренней полости ловушки по оси симметрии полого трубчатого корпуса, достаточным для улавливания внутренней полостью крупных твердых частиц в пластовой воде, при этом внутренняя полость ловушки соединена с нагнетательной скважиной более высокой приемистости, а выход из полого трубчатого корпуса после ловушки соединен с нагнетательной скважиной более низкой приемистости.
На фиг.1 представлена принципиальная схема системы заводнения продуктивных пластов.
На фиг.2 - представлена выноска А рабочей полости сепарирующего устройства. Система заводнения продуктивных пластов включает сообщающиеся водоводами высокого давления 1, 2, 3 (см. фиг.1) водозаборную 4 и нагнетательные 5, 6 скважины, погружной центробежный насос 7, сепарирующее устройство 8, выполненное в виде полого трубчатого корпуса 9, содержащего диффузор 10, установленный на входе 11 в полый трубчатый корпус 9 со стороны водозаборной скважины 4 с плавно уменьшающимся по ходу движения пластовой воды проходным сечением 12 (см. фиг.2) и резким его расширением 13 в конце, ловушку 14 с внутренней полостью 15, установленную в полом трубчатом корпусе 9 со стороны резкого расширения 13 диффузора 10 на расстоянии S от плоскости 16 с наименьшим проходным сечением 12 диффузора 10 до кромки 17 внутренней полости 15 ловушки 14 по оси симметрии 18 полого трубчатого корпуса 9, достаточным для улавливания внутренней полостью 15 крупных твердых частиц в пластовой воде, при этом внутренняя полость 15 (см. фиг.1) ловушки 14 соединена с нагнетательной скважиной 5 более высокой приемистости, а выход 19 из полого трубчатого корпуса 9 после ловушки 14 соединен с нагнетательной скважиной б более низкой приемистости.
Система заводнения продуктивных пластов работает следующим образом (на примере конкретного выполнения). Пластовая вода с увлеченными ею твердыми
3
3
3
частицами из водозаборной скважины 4 (см. фиг.1) отбирается погружным центробежным насосом 7 производительностью 125 м/сут по водоводу высокого давления 1, поступает на вход 11 в полый трубчатый корпус 9 сепарирующего устройства 8 и, проходя через проходное сечение 12 диффузора 10, разгоняется. Концентрация твердых частиц в пластовой воде составляет 35 мг/л, размеры (диаметры) частиц находятся в диапазоне 2-600 мкм, преобладающий размер - 60 мкм. Качество поступающей пластовой воды на входе в сепарирующее устройство 8 контролируется отбором проб пробоотборником 20. Увлеченные жидкостью твердые частицы также разгоняются в проходном сечении 12 (см. фиг.2) диффузора 10. После чего пластовая вода с твердыми частицами попадает в резкое расширение 13 диффузора 10. где поток жидкости расширяется, причем более тяжелые и крупные частицы располагаются ближе к оси симметрии 18, а более легкие и мелкие- ближе к периферии полого трубчатого корпуса 9. В результате поток жидкости с мелкими и легкими твердыми частицами резко меняет свое направление, обтекая ловушку 14. направляясь дальше к выходу 19 (см. фиг.1) из полого трубчатого корпуса 9 по водоводу высокого давления 3 к нагнетательной скважине с более низкой приемистостью 6 (35 м/сут), а тяжелые и крупные твердые частицы, уловленные внутренней полостью 15 ловушки 14 вместе с частью жидкости через внутреннюю полость пустотелой лопатки 21 и проточный канал 22 поступают по водоводу высокого давления 2 к нагнетательной скважине с более высокой приемистостью 5 (90 м/сут). Лопатка 23 выполнена сплошной и их может быть несколько для обеспечения жесткости. Регулируя расстояние S (см. фиг.2) от плоскости 16 с наименьшим проходным сечением 12 диффузора 10 до кромки 17 внутреннем полости 15 ловушки 14 по оси симметрии 18 полого трубчатого корпуса 9 перемещением диффузора 10 вдоль оси симметрии 18 полого трубчатого корпуса 9, анализируют количество и размер тяжелых и крупных твердых частиц пробоотборником 24 и количество и размер легких и мелких твердых частиц пробоотборником 25, тем самым осуществляется перераспределение поступления твердых частиц в зависимости от веса и размера в водоводы высокого давления 2,3. В результате подобранного расстояния (S=18 мм) в нагнетательную скважину 5 (см. фиг.1) с более высокой приемистостью поступает пластовая вода с концентрацией твердых частиц 25 мг/л и размерами частиц свыше 50 мкм. а в нагнетательную скважину 6 с более низкой приемистостью - с концентрацией твердых частиц 10 мг/л и размерами частиц не более 50 мкм.
Использование данного предложения позволяет сохранить коллекторские свойства пластов на длительный срок без дополнительных операций по очистке призабойной зоны нагнетательных скважин.