СИСТЕМА 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 высоко- и низкопроницаемых пластов.
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 Е 21 В 43/20. Опубл. 27.04.2001 г. 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 технологических устройств (фильтров, гидроциклонов, флотационных машин и т.д.) 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, 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 сокращение материальных затрат при одновременном увеличении длительности безремонтной работы нагнетательных скважин.
Техническая задача решается предлагаемой системой транспортирования воды для поддержания пластового давления, включающей очистные сооружения, кустовые насосные станции, водоводы магистральные, водоводы-ответвления, задвижки, очистные устройства, нагнетательные скважины, вскрывшие пласты различной проницаемости.
Новым является то, что очистное устройство выполнено в виде фильтрующего экрана, установленного внутри водовода магистрального и создающего вместе с внутренней стенкой водовода магистрального полость, соединенную водоводом-ответвлением с нагнетательной скважиной, вскрывшей пласты с низкой проницаемостью, при этом поверхность фильтрующего экрана установлена вдоль направления потока жидкости в водоводе магистральном.
На Фиг.1 изображена принципиальная схема системы транспортирования воды для поддержания пластового давления.
На Фиг.2 изображена увеличенная схема предлагаемой системы транспортирования воды для поддержания пластового давления в месте соединения водовода-ответвления через фильтрующий экран с водоводом магистральным.
При этом на Фиг.2: I - основной поток воды, II - поток очищенной воды.
Система транспортирования воды для поддержания пластового давления содержит: очистные сооружения 1, кустовую насосную станцию 2, водоводы магистральные 3, водоводы-ответвления 4, задвижки 5, нагнетательные скважины 6, 7 и 8, фильтрующие экраны 9, 10.
Система транспортирования воды для поддержания пластового давления работает следующим образом.
Воду очищают на очистных сооружениях 1 и с помощью насосов кустовой станции 2 транспортируют по водоводам магистральным 3 (Фиг.1). Из основного потока I, транспортируемого по водоводу магистральному 3, отбирают в водовод-ответвление 4 часть воды в количестве, задаваемом задвижкой 5. Вода в водовод-ответвление 4 поступает через фильтрующий экран 9 (в качестве которого используют, например, сетчатый фильтр), каналы которого пропускают частицы не выше заданного размера, определяемого размером пор и проницаемостью пласта скважины 6 (Фиг.2). Более крупные частицы (те, которые находились в воде после очистных сооружений, а также продукты коррозии со стенок водоводов), задержанные фильтрующим экраном 9, увлекаются основным потоком I и транспортируются им далее по водоводу магистральному 3. Очищенную воду II подают в нагнетательную скважину 6 для закачки в пласт низкой проницаемости. Далее на следующем водоводе-ответвлении воду через фильтрующий экран 10 (каналы которого пропускают частицы не выше заданного размера, определяемого размером пор и проницаемостью пласта скважины 7) в нужном количестве отводят на скважину 7, оставляя взвешенные частицы в основном потоке для дальнейшего транспортирования в технологически заданном направлении, например, для закачки воды в поглощающие горизонты через скважину 8. Поверхности фильтрующих экранов 9, 10 очищаются самоочисткой потоком закачиваемой воды, так как установлены вдоль направления потока жидкости в водоводе магистральном 3. Дополнительная очистка ячеек фильтрующих экранов 9, 10 происходит при остановке закачки, например, в соответствии с графиком периодической (циклической) закачки, при этом происходит перераспределение воды между скважинами, вскрывшими пласты различной проницаемости, то есть происходит излив из скважин 6, 7, вскрывших пласты с низкой проницаемостью, в водовод (и из водовода - в скважину 8, вскрывшую пласты с высокой проницаемостью), а также при возобновлении закачки. Таким образом, предлагаемая система транспортирования воды для поддержания пластового давления обеспечивает закачку воды нужного качества в соответствующие скважины (пласты), во-первых, несмотря на дополнительное загрязнение воды в процессе транспортирования и, во-вторых, без дорогостоящей тонкой очистки всего объема воды. То есть, данная система позволяет как улучшить качество закачиваемой воды (и, следовательно, увеличить межремонтный период работы скважин), так и снизить затраты на очистку.
Пример конкретного выполнения.
Сточную пластовую воду очищают на очистных сооружениях 1 до содержания взвешенных частиц в ней 25 мг/л с преобладающим размером частиц в очищенной воде - до 10 мкм. Вода с очистных сооружений 1 поступает на кустовую насосную станцию 2,
3
3
3
дополнительно загрязняясь продуктами коррозии до содержания частиц 34 мг/л. Воду в количестве 400 м/сут насосами кустовой станции 2 под давлением 15 МПа подают в водоводы магистральные 3, транспортируют по ним и водоводам-ответвлениям 4 до нагнетательных скважин 6, 7 и 8, вскрывших пласты различной проницаемости, определяемой размерами пор пластов этих скважин. Из основного потока I, транспортируемого по водоводу магистральному 3, отбирают воду в количестве 60 м/сут через фильтрующий экран 9, каналы которого пропускают частицы размером не свыше 2 мкм, и направляют ее по водоводу-ответвлению 4 на нагнетательную скважину 6 для закачки в пласт. Частицы размером свыше 2 мкм увлекаются основным потоком I и транспортируются вместе с ним далее. На следующем ответвлении для скважины 7 воду в количестве 80 м/сут отбирают через фильтрующий экран 10, оставляя в основном потоке I частицы размером свыше 8 мкм. Далее поток транспортируют до скважины 8 с высокой приемистостью пласта, принимающего загрязнения размером свыше 8 мкм, и закачивают в него.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы транспортирования воды для поддержания пластового давления складывается из экономии затрат на проведение ремонтов нагнетательных скважин и экономии капитальных и эксплуатационных затрат на оборудование по очистке воды.