СИСТЕМА ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений, позволяющим производить очистку водоводов, насосно-компрессорных труб и призабойной зоны нефтяного пласта в нагнетательных скважинах при эксплуатации низкопроницаемых пластов или ухудшивших свои эксплуатационные показатели вследствие загрязнения прискважинной зоны.
Известна система поддержания пластового давления, содержащая водоводы, насосы, разводящие водоводы, нагнетательные скважины (см. книгу: Еронин В.А. и др. Эксплуатация системы заводнения пластов. - М.: Недра, 1964, с.142-146).
Система позволяет транспортировать воду на каждый из нагнетательных рядов и далее до пласта для восполнения его энергии, расходуемой при добыче нефти.
Недостатком системы является то, что система не обеспечивает защиту призабойной зоны пласта от загрязнения нефтью и твердями взвешенными частицами, содержащимися в закачиваемой воде, накопление которых в призабойной зоне пласта приводит к снижению приемистости.
Наиболее близкой к предлагаемой является «Система поддержания пластового давления» в пластах различной проницаемости (Патент РФ №39643 Е 21 В 43/20. Опубл. 10.08.2004 г. БИ №22), включающая гидродинамические системы, каждая из которых содержит насосы, нагнетательные скважины высокой и низкой приемистости, объединенные водоводами, при этом водовод в приустьевой зоне низкоприемистой нагнетательной скважины соединен дополнительными трубопроводами через регулятор расхода жидкости с водоводом приустьевой зоны высокоприемистой нагнетательной скважины единой гидродинамической системы и/или соседних гидродинамических систем.
Недостатком данной системы является то, что необходимо строительство сети дополнительных водоводов, соединяющих приустьевые зоны нагнетательных скважин различной приемистости при том, что величина приемистости нагнетательных скважин за период их эксплуатации является непостоянной и, как правило, постоянно снижается по причине кольматации порового пространства призабойной зоны вскрытого продуктивного пласта загрязнениями, содержащимися в закачиваемой воде, в результате чего
первоначально высокоприемистая нагнетательная скважина в результате кольматации призабойной зоны пласта может сравняться по приемистости с соседней низкоприемистой нагнетательной скважиной, между которыми был сооружен дополнительный водовод, который при этом теряет свою первоначальную функциональность и уже не может обеспечить очистку призабойной зоны пласта низкоприемистой нагнетательной скважины.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение потери приемистости низкопроницаемых пластов, увеличение времени между очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления.
Поставленная техническая задача решается предлагаемой системой поддержания пластового давления, включающей насосы, нагнетательные скважины высокой и низкой приемистости, объединенные водоводами в единой гидродинамической системе.
Новым является то, что входная линия насоса высокого давления оборудована насосом низкого давления, а насос высокого давления охвачен байпасной линией с задвижкой, при этом водовод в приустьевой зоне низкоприемистой нагнетательной скважины оборудован дополнительной линией с задвижкой.
На Фиг.1 изображена предлагаемая система поддержания пластового давления.
На Фиг.2 изображена увеличенная схема обвязки насосов на кустовой насосной станции.
На Фиг.3 изображена увеличенная схема предлагаемой системы поддержания пластового давления в приустьевой зоне низкоприемистой нагнетательной скважины.
При этом на Фиг.1 и 3: I - закачка воды в пласт, II - излив воды из низкоприемистой нагнетательной скважины в водовод и далее в высокоприемистую нагнетательную скважину, III - удаление загрязнений излива.
Система поддержания пластового давления (Фиг.1) содержит головные очистные сооружения 1, насос в составе кустовой насосной станции 2, водоводы 3, высокоприемистые нагнетательные скважины 4 и низкоприемистые нагнетательные скважины 5. Расположенный на кустовой насосной станции 2 насос высокого давления 6 (Фиг.2) соединен входной линией 7 с задвижкой 8 с насосом низкого давления 9, а выкидной линией 10 с задвижкой 11 соединен с водоводом 3, при этом насос высокого давления 6 охвачен байпасной линией 12, содержащей задвижку 13. В приустьевой зоне низкоприемистая нагнетательная скважина 5 (Фиг.3) соединена с водоводом 3 через задвижки 14 и 15 и дополнительной линией 16 через задвижку 17 для отвода загрязнений излива, например, в передвижную емкостью 18, при этом насосно-компрессорные
трубы 19 соединяют гидравлически водовод 3 с продуктивным пластом 20 через призабойную зону пласта 21. Дополнительно водовод 3 оснащен патрубком пробоотборника 22.
Система поддержания пластового давления работает следующим образом (на примере конкретного выполнения).
3
3
Выделяют группу низкоприемистых нагнетательных скважин 5, имеющих приемистость от 50 до 200 м/сут при устьевом давлении 10 МПа, и группу высокоприемистых нагнетательных скважин 4 с приемистостью 800 м/сут при устьевом давлении 5 МПа в единой гидродинамической системе (Фиг.1).
3
Подготовленная на головных очистных сооружениях 1 вода подается насосом низкого давления 9 и насосом высокого давления 6 (Фиг.2) в составе кустовой насосной станции 2 (Фиг.1) в водоводы 3 и закачивается в нагнетательные скважины 4 и 5 различной приемистости (поток I) в единой гидродинамической системе через насосно-компрессорные трубы 19 (Фиг.3) с расходом 1050 м/сут и давлением 11 МПа на выкиде насоса высокого давления 6 (Фиг.2) для поддержания пластового давления в продуктивном пласте 20 (Фиг.3), при этом задвижка 8 (Фиг.2) на входной линии 7 и задвижка 11 на выкидной линии 10 насоса высокого давления 6 открыты, задвижка 13 на байпасной линии 12 закрыта. Насос низкого давления 9 развивает давление на выкиде порядка 0,8 МПа и может быть расположен как в составе кустовой насосной станции 2 (Фиг.1), так и на территории головных очистных сооружений 1. Закачиваемая вода имеет низкую концентрацию нефтяных частиц и твердых взвешенных частиц (порядка 10...20 мг/л) при незначительных их размерах - порядка 2...20 мкм.
3
При остановке работы насосов 6 и 9 (Фиг.2), например, в соответствии с графиком периодической (циклической) закачки, создается депрессия до 5 МПа в гидродинамической системе. Устьевое давление на низкоприемистых нагнетательных скважинах 5 (Фиг.1) падает до 5 МПа, и из низкоприемистых нагнетательных скважин с низкопроницаемыми пластами 20 (Фиг.3) происходит излив жидкости (поток II) в водоводы 3 и из водоводов 3 в высокоприемистые нагнетательные скважины 4 (Фиг.1) в объеме порядка 10...20 м. Излив также может быть организован принудительно путем слива воды из водовода в емкость на кустовой насосной станции 2. При движении жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин 5 в водовод 3 (Фиг.3) происходит вынос загрязнений из призабойной зоны пласта 21. Изливающаяся жидкость содержит значительную концентрацию загрязнений (250...1200 мг/л, а в отдельных порциях доходя до десятков и сотен г/л), выносимых из призабойной зоны пласта 21 и состоящих из нефтяных глобул и твердых взвешенных частиц. Высокоприемистую
нагнетательную скважину 4 (Фиг.1), в которую направляют излив из низкоприемистой нагнетательной скважины 5, подбирают в соответствии с коллекторскими свойствами вскрытого ею высокопроницаемого продуктивного пласта, которые позволяют принять загрязненную воду излива (поток II).
3
3
Перед возобновлением закачки воды в низкоприемистую нагнетательную скважину 5 закрывают задвижку 8 (Фиг.2) на входной линии 7 и задвижку 11 на выкидной линии 10 насоса высокого давления 6, открывают задвижку 13 на байпасной линии 12 (Фиг.2), при этом на устье низкоприемистой нагнетательной скважины 5 (Фиг.3) закрывают задвижку 15, монтируют дополнительную линию 16 с задвижкой 17, соединяющую гидравлически водовод 3 с передвижной емкостью 18. Далее производят запуск насоса низкого давления 9 (Фиг.2), который по байпасной линии 12 транспортирует воду с головных очистных сооружений 1 (Фиг.1) к устью низкоприемистой нагнетательной скважины 5, и производят промывку вынесенных изливом загрязнений путем направления воды с загрязнениями из водовода 3 (Фиг.3) в передвижную емкость 18 по дополнительной линии 16 (поток III) через открытую задвижку 17. Низкое давление, развиваемое насосом низкого давления 9 (Фиг.2), позволяет безопасно проводить работы вблизи передвижной емкости 18 (Фиг.3), соединенной дополнительной линией 16 с устьевой арматурой низкоприемистой нагнетательной скважины 5 по сравнению с высоким давлением, которое развивает насос высокого давления 6 (Фиг.2). Объем воды, отбираемой из водовода 3 в передвижную емкость 18 (Фиг.3), равен объему участка водовода от устья низкоприемистой нагнетательной скважины 5 (Фиг.1) до тройника-отвода на высокоприемистую нагнетательную скважину 4 (в примере конкретного выполнения - 3 м). Если излив производился принудительно в емкость на кустовой насосной станции 2 (Фиг.1), то объем воды, отбираемой из водовода 3 при промывке в передвижную емкость 18 (Фиг.3), равен объему водовода от кустовой насосной станции 2 (Фиг.1) до устья низкоприемистой нагнетательной скважины 5 (в примере конкретного выполнения - 5 м). Физический объем отбираемой в передвижную емкость 18 (Фиг.3) воды контролируют, например, с применением накладного расходомера и отсчетом времени излива, либо по уровню взлива передвижной емкости 18. Визуально содержание загрязнений в воде (поток III) контролируют с помощью отбора проб через пробоотборник 22. При значительном снижении содержания загрязнений в отбираемой воде (поток III) завершают промывку водовода 3 и восстанавливают первоначальную технологическую схему закачки воды в высокоприемистые нагнетательные скважины 4 (Фиг.1) и низкоприемистые нагнетательные скважины 5, при этом открывают задвижку 15 (Фиг.3), закрывают
3
задвижку 17 и демонтируют дополнительную линию 16, а также на кустовой насосной станции закрывают задвижку 13 (Фиг.2) на байпасной линии 12, открывают задвижку 8 на входной линии 7 и задвижку 11 на выкидной линии 10 насоса высокого давления 6 и производят запуск его в работу с расходом 1050 м/сут и давлением 11 МПа на выкиде для поддержания пластового давления в продуктивном пласте.
Таким образом, предлагаемая система поддержания пластового давления позволяет производить очистку призабойной зоны пласта низкоприемистых нагнетательных скважин изливом части закачанной воды, который имеет место при наличии гидравлической связи между скважинами, вскрывшими пласты различной проницаемости, а также промывку водоводов водой под низким давлением перед возобновлением ее закачки, препятствуя попаданию загрязнений излива в низкоприемистую нагнетательную скважину и повторному загрязнению призабойной зоны пласта низкоприемистых нагнетательных скважин.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы поддержания пластового давления достигается за счет сохранения приемистости нагнетательных скважин на проектном уровне, утилизации выносимых из призабойной зоны пласта загрязнений удалением из системы водоводов, дополнительной очистки внутренней полости водоводов промывкой.
Использование данного предложения позволяет при небольших дополнительных капитальных затратах с помощью существующей системы поддержания пластового давления произвести восстановление приемистости низкопроницаемых пластов без подземного и капитального ремонта скважин за счет излива жидкости и утилизации выносимых из призабойной зоны пласта загрязнений частично в высокоприемистые нагнетательные скважины, а также с последующим удалением загрязнений из системы водоводов путем дополнительной их промывки чистой водой с головных очистных сооружений, значительно уменьшить загрязнение разводящих водоводов загрязнениями излива за счет дополнительной их промывки, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.