СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ВОДЫ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно, к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений, в частности, при эксплуатации пластов различной проницаемости.
Известна система транспортирования воды для 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 до различных нагнетательных скважин для закачки в пласт необходимое количество воды (одновременно или последовательно), при этом имеется возможность подключать к разводящему водоводу с помощью ответвлений дополнительные скважины.
Недостатком известной системы является то, что она позволяет доставлять воду только одного качества (то есть с одинаковым содержанием нефти, мехпримесей и дисперсностью) до пластов различной проницаемости. Если система транспортирует воду низкого качества (с высоким содержанием нефти и мехпримесей), приемлемого для закачки в поглощающие скважины, то закачка такой воды в низкопроницаемые пласты приведет к быстрой потере приемистости нагнетательной скважины вплоть до прекращения поглощения воды, что вызывает необходимость частых ремонтных работ по очистке призабойной зоны скважины или бурения новых скважин.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является «Система транспортирования воды для поддержания пластового давления (ППД)» в пластах различной проницаемости (Патент РФ №2166071 Е21В 43/20. Опубл. 27.04.2001г. БИ №12), содержащая насосы, водоводы, нагнетательные скважины, очистные устройства, размещенные на водоводах скважин с низкопроницаемыми пластами.
Система позволяет поддерживать давление пласта более длительный срок до закупорки пор, поскольку благодаря очистке воды в пласт попадают взвешенные частицы в меньшем количестве.
Недостатком системы являются высокие материальные затраты, связанные с тем, что при закачке воды в скважины с пластами различной - низкой и высокой - проницаемости приходится производить установку в полевых условиях дополнительных очистных устройств большой металлоемкости вследствие высоких давлений, достигающих 10...20 МПа, сооружать дополнительные трубопроводы для утилизации уловленных загрязнений, соединяющие эти установки с водоводами нагнетательных скважин, вскрывших пласты с высокой проницаемостью. Поскольку повышение качества очистки воды необходимо производить на значительную величину для пластов различной проницаемости, это влечет за собой значительное отделение шлама из очищаемой воды и необходимость его утилизации, либо производить более глубокую очистку всего объема воды, определяемую по количеству взвесей, содержащихся в воде и измеряемых в мг/л.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение потери приемистости пластов при поддержании пластового давления за счет более качественной очистки воды для пластов с худшими коллекторскими свойствами, увеличение длительности межремонтного периода между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин, повышение эффективности работы очистного оборудования, увеличение срока межремонтного периода обслуживания оборудования очистных устройств и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления за счет исключения дополнительных затрат на очистку призабойной зоны нагнетательных скважин и снижения капитальных и эксплуатационных затрат на оборудование по очистке воды.
Техническая задача решается предлагаемой системой подготовки и транспортирования воды для поддержания пластового давления, включающей насосы, нагнетательные скважины, вскрывшие пласты различной проницаемости, водоводы, очистные сооружения.
Новым является то, что скважины рассортированы на высокоприемистые, среднеприемистые и низкоприемистые группы, входы которых оборудованы очистными сооружениями, причем очистные сооружения группы высокоприемистых скважин выполнены с использованием поля гравитационных и/или центробежных сил, очистные сооружения группы среднеприемистых скважин выполнены с использованием флотации и/или коагуляции, а очистные сооружения группы низкоприемистых скважин выполнены с использованием фильтрации, при этом вход очистных сооружений среднеприемистых скважин соединен с выходом очистных сооружений высокоприемистых скважин, а вход очистных сооружений низкоприемистых скважин соединен с выходом очистных сооружений среднеприемистых скважин.
На чертеже изображена принципиальная схема системы подготовки и транспортирования воды для поддержания пластового давления.
При этом на чертеже: I - основной поток воды для закачки в высокоприемистые скважины, II - поток воды для закачки в среднеприемистые скважины, III - поток воды для закачки в низкоприемистые скважины.
Система подготовки и транспортирования воды для поддержания пластового давления содержит: очистные сооружения 1, работающие с использованием поля гравитационных и центробежных сил, очистные сооружения 2, работающие на основе флотации и/или коагуляции, очистные сооружения 3, работающие на основе фильтрации, водоводы 4, 5, 6, насосы 7, 8, 9 для соответствующих им групп нагнетательных скважин -высокоприемистых, среднеприемистых и низкоприемистых (на чертеже не показаны).
Система подготовки и транспортирования воды для поддержания пластового давления работает следующим образом.
На основе предварительного анализа параметров работы нагнетательных скважин производят их сортировку по величине приемистости на высокоприемистые, среднеприемистые и низкоприемистые скважины. Затем производят объединение скважин в зависимости от величины приемистости в группы и подключение каждой группы к отдельному водоводу. Первоначально воду очищают на очистных сооружениях 1, работающих с использованием поля гравитационных и/или центробежных сил и оснащенных при необходимости подпорным насосом, затем с помощью насоса 7 транспортируют по водоводу 4 для закачки в технологически заданном направлении в высокоприемистые нагнетательные скважины. Из основного потока воды I, транспортируемого по водоводу 4, отбирают в водовод 5, соединяющий выход очистных сооружений 1 с входом очистных сооружений 2, часть воды в заданном количестве, которую подают на очистные сооружения 2, работающие на основе флотации и/или коагуляции и оснащенные при необходимости подпорным насосом, где ее дополнительно очищают, извлекая из нее загрязнения, которые невозможно удалить только использованием поля гравитационных и/или центробежных сил, получая на выходе размер загрязняющих частиц не выше заданного размера, определяемого размером пор и проницаемостью пласта среднеприемистых нагнетательных скважин. Очищенную воду II транспортируют с помощью насоса 8 в среднеприемистые нагнетательные скважины для закачки в пласт средней проницаемости. Далее на следующем ответвлении в водовод 6, соединяющий выход очистных сооружений 2 с входом очистных сооружений 3, из потока воды II, прошедшей дополнительную очистку на очистных сооружениях 2, отбирают в водовод 6 часть воды в заданном количестве и подают ее на очистные сооружения 3, работающие на основе фильтрации и оснащенные при необходимости подпорным насосом, на которых воду вновь дополнительно очищают, извлекая из нее загрязнения,
которые невозможно удалить последовательным использованием поля гравитационных и/или центробежных сил с последующим использованием эффектов флотации и/или коагуляции, получая на выходе размер загрязняющих частиц не выше заданного размера, определяемого размером пор и проницаемостью пласта низкоприемистых нагнетательных скважин. Очищенную воду III транспортируют с помощью насоса 9 в низкоприемистые нагнетательные скважины для закачки в пласт низкой проницаемости.
Пример конкретного выполнения.
3
3
3
Воду в количестве 800 м/сут первоначально очищают на очистных сооружениях 1, работающих с использованием поля гравитационных и/или центробежных сил, до содержания взвешенных частиц в ней 40 мг/л с преобладающим размером частиц в очищенной воде - до 16 мкм, затем с помощью насоса 7 часть воды транспортируют по водоводу 4 для закачки в технологически заданном направлении в высокоприемистые нагнетательные скважины. Из основного потока воды I, транспортируемого по водоводу 4, отбирают в водовод 5 часть воды в количестве 180 м/сут, которую подают на очистные сооружения 2, работающие на основе флотации и/или коагуляции и оснащенные подпорным насосом, где ее дополнительно очищают, получая на выходе содержание загрязняющих частиц 10 мг/л и размер не свыше 8 мкм, и транспортируют по водоводу 5 с помощью насоса 8 в среднеприемистые нагнетательные скважины для закачки в пласт средней проницаемости (поток II). Далее на следующем ответвлении в водовод 6 из потока воды II, прошедшей дополнительную очистку на очистных сооружениях 2, отбирают часть воды в количестве 80 м/сут и подают ее на очистные сооружения 3, работающие на основе фильтрации и оснащенные подпорным насосом, на которых воду вновь дополнительно очищают, получая на выходе содержание загрязняющих частиц 5 мг/л и размер не свыше 2 мкм, и транспортируют ее по водоводу 6 с помощью насоса 9 в низкоприемистые нагнетательные скважины для закачки в пласт низкой проницаемости (поток III).
Данная система каскадной (ступенчатой) подготовки (очистки) и транспортирования воды позволяет производить адресную закачку воды высшего и среднего качества очистки, используя для ее подготовки максимально эффективное очистное оборудование, при этом оборудование очистных сооружений эксплуатируют в более стабильном режиме, предотвращая его загрязнение и выход из строя на высших ступенях очистки аварийным выбросом загрязнений с головных очистных сооружений. Распределение отбираемого нефтешлама по ступеням очистки позволяет увеличить срок межремонтного обслуживания оборудования очистных устройств. Таким образом, предлагаемая система подготовки и транспортирования воды для поддержания пластового давления обеспечивает закачку воды нужного качества в соответствующие нагнетательные скважины (пласты), во-первых, без дорогостоящей тонкой очистки всего
объема воды, во вторых, с максимально эффективным использованием оборудования очистных сооружений. То есть, данная система позволяет как улучшить качество закачиваемой воды (и, следовательно, увеличить межремонтный период работы нагнетательных скважин), так и снизить затраты на очистку воды и эксплуатацию очистного оборудования.
Использование данного предложения позволяет при небольших дополнительных капитальных затратах снизить потери приемистости пластов за счет более качественной очистки воды, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин, повысить эффективность работы очистных сооружений по ступеням очистки воды, увеличить срок межремонтного обслуживания оборудования очистных устройств и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.