31 Вопрос. Водоснабжение систем ппд. Источники водоснабжения. Качество нагнетаемой воды. Водоснабжение систем ппд.

Основное назначение системы водоснабжения при поддержании пластового давления - добыть нужное количество воды, пригодной для закачки в пласт, распределить ее между нагнетательными скважинами и закачать в пласт. Конкретный выбор системы водоснабжения зависит от того, на какой стадии разработки находится данное месторождение. 1 – водоем; 2 – водозабор; 3 – насосная станция первого подъема; 4- резервуары для неподготовленной воды; 5 – станция подготовки воды; 6 – резервуары для подготовленной воды; 7 – насосная станция второго подъема; 8 – распределительный водовод среднего давления; 9 – КНС; 10 – водовод высокого давления; 11 – нагнетательная скважина.

Источники водоснабжения.

• Грунтовые воды (значительное многообрзие химического состава (минерализация 100-200 мг/л), небольшое содержание взвешенных частиц). Можно закачивать без специальной подготовки. Воды глубинных горизонтов (минерализованы, не требуют дополнительной обработки). Воды поверхностных водоемов (уступают по качеству грунтовым и глубинным, содержат большое количество механических примесей (глины, ила, песка), способны вызвать набухание глин, кроме морской воды). Сточные воды (около 83% пластовых, 12% пресных, 5% ливневых вод). Минерализация 15-3000 мг/л, хорошие нефтевытесняющие свойства, содержат большое количество эмульгированной нефти, механических примесей, а также диоксида углерода и сероводорода. Качество нагнетаемой воды: временные нормы 1947 г.- ТВЧ не должно быть более 1 мг/л;- растворенного кислорода – до 1мг/л;- железа на устье скважины – до 0,5 мг/л;- общая щелочность – не более 50 мг.нормы 1961 г - содержание ТВЧ допускалось до 2 мг/л;- нефтепродукты - должны отсутствовать;- содержание железа – до 0,5 мг/л;- умягчения воды – не требовалось. нормы для Ромашкинского месторождения - внутриконтурное заводнение (К=300-500 мД). -допустимое содержание ТВЧ - 15 мг/л; -допустимое содержание нефти - 20 мг/л; -допустимое содержание железа - 1 мг/л; нормы для Ромашкинского месторождения - внутриконтурное заводнение (К>500 мД) -допустимое содержание ТВЧ - 25 мг/л; -допустимое содержание нефти - 40 мг/л; -допустимое содержание железа - 2 мг/л

Нормы на качество воды в ОАО «ТН» Длит-й период действовало «Временное положение», в соответствии с кот-м сод-е нефти и ТВЧ в воде не д.превышать 50-60 мг/л каждого из них. Однако более важными показателями являются размер пор и каналов и размеры самих загрязнений. Взгляды на проблему определения допустимых норм содержания загрязнений

1. закачиваемая в продуктивные пласты вода д.б. весьма жесткой кондиции (допустимое содерж-е взвешенных вещ-в не > 10-15 мг/л). 2. закачиваемая в продуктивные пласты вода (с т.зр. работников промысловых служб), может использ-ся в системе ППД без её предварит-й очистки..Разработанные РД, регламентирующие допустимые нормы содержания загрязняющих вещ-в, базируются главным образом на статистическом анализе промыслового мат-ла и имеют региональный хар-р. назрела необх-ть разработки методики нормирования качества закачиваемой воды, основанной на экономич-х критериях оценки.

32 вопрос. Водоснабжение с использованием поверхностных вод. Назначение основных элементов. Водозаборы открытого и закрытого типов. Схема и принцип работы водоочистной станции. Источники водоснабжения.

Грунтовые воды (значительное многообразие химического состава (минерализация 100-200 мг/л), небольшое сод-е взвешенных частиц). Можно закачивать без спец. подготовки. Воды глубинных горизонтов (минерализованы, не требуют дополнительной обработки). Воды поверхностных водоемов (уступают по качеству грунтовым и глубинным, содержат большое кол-во механических примесей (глины, ила, песка), способны вызвать набухание глин, кроме морской воды).Сточные воды (около 83% пластовых, 12% пресных, 5% ливневых вод). Минерализация 15-3000 мг/л, хорошие нефтевытесняющие свойства, содержат большое кол-во эмульгированной нефти, механических примесей, а также диоксида углерода и сероводорода. Общие требования к закачиваемой воде:ограниченное сод-е мех-х примесей (ТВЧ) и соединений железа; отсутствие сероводорода и углекислоты д/предотвращения коррозии оборудования; отсутствие органических примесей (бактерий, водорослей); химич-я совместимость с пластовой водой. Классическая схема водоснабжения системы ППД

1 – водоем; 2 – водозабор; 3 – насосная станция первого подъема; 4- резервуары для неподготовленной воды; 5 – станция подготовки воды; 6 – резервуары для подготовленной воды; 7 – насосная станция второго подъема; 8 – распределительный водовод среднего давл-я; 9 – КНС; 10 – водовод высокого давл-я; 11 – нагнетательная скв-на.Водозаборные сооружения Водозабор открытого типа - всасывающая труба с фильтром на конце (погружена под уровень воды на глубину, большую чем возможный минимальный уровень воды в водоеме, и защищена от разрушения в паводковый период) и центробежный насос. Диаметр и длина всасывающей трубы, максимальная высота всасывания центробежного насоса рассчитываются по формулам гидравлики. Закрытый (подрусловый) водозабор - одна или несколько водозаборных скв небольшой глубины (10-50 м), пробуренных в подрусловые водонасыщенные породы. Скв-ны закрепляются колонной с фильтром против водонасыщенного пласта. Подъем воды на поверхность осуществляется: спец-ми погружными центробежными насосами (при большом динамическом уровне), сифонными (вакуумными) устройствами (когда динамический уровень воды в скв-не небольшой).

a - подрусловый водозабор 1- обсадная труба, 2 - эксплуатационная колонна, 3 - фильтр, 4 -вакуумный резервуар, 5 - вакуум-компрессор, 6 и 9 - насосы, 7 - железобетонный колодец, 8-резервуар чистой воды,

б - водозабор открытого водоема 1 - прием насоса 2 - приемная труба 3 - площадка. 4 -сваи 5- насосная станция первого подъема.

Насосная станция первого подъема Исп-ся только при сифонном водозаборе.

Оборудование станции располаг-ся в бетонном бункере вместе с вакуумными котлами, вакуумными насосами и содержит три насосных агрегата (один – резервный).

В бункере установлены также системы автоматического управления, контроля и измерения параметров всего технологического и электрического оборудования.

Резервуары обеспечивают непрерывную работу всей системы заводнения, являются источником непрерывной работы в течение шести часов.

Резервуары для воды: ж/б подземные (северные районы - не требуют обогрева, не загромождают территорию, не подвергаются коррозии и не ухудшают качества воды, используемой для заводнения; наземные Ме резервуары (теплый климат, заболоченная местность) с подогревателями и внешней теплоизоляцией для нормальной их работы в зимнее время. При использовании металлич-х резервуаров необх. принимать доп. меры против их коррозии и ухудшения из-за этого качества воды.

Станция подготовки воды предназначена для доведения воды до необходимого качества за счет следующих процессов:

коагуляция — укрупнение мельчайших взвешенных в воде частиц добавлением в воду глинозема (сернокислого алюминия AL₂(SO4)₃∙18H₂O) или железного купороса (FeSO4); фильтрация — очистка воды от взвешенных частиц после коагуляции в песчаных фильтрах; обезжелезивание — удаление из воды закисей или окисей железа; обескислороживание – хим-м или аппаратным путем; умягчение — подщелачивание гашеной известью с целью доведения рН воды до 7-8, что приводит к интенсивной коагуляции; хлорирование — угнетение бактерий и микроорганизмов;

стабилизация — придание воде стабильности химического состава. Насосные станции второго подъема распределяют подготовленную воду ч/з распределительный водовод среднего давл-я к КНС. Используются центробежные насосы в необх-м кол-ве (с учетом резервных) с соответствующими подачами и напорами. обеспечивают не только распределение воды по КНС, но и создают определенный подпор на приеме насосов КНС. КНС повышают давл-е подготовленной воды до необходимой величины для закачки ее по водоводам высокого давл-я в НС. Насосы ЦНС имеют широкий спектр рабочих параметров: Q- от 150-720 м³/сут; Р - от 9,5 до 25 МПа.

БКНС изготавливаются в виде отдельных блоков: основной блок (насос, электродвигатель с масляной системой и другими элементами); вспомогательные блоки (электрич-е распределительные устройства, распределительная гребенка водовода высокого давл-я, низковольтное оборудование и блок управления и автоматики). Схема и принцип работы водоочистной станции.

1 - водовод, идущий от станции первого подъема, 2 - дозатор 3 - смеситель, 4 - осветлитель (отстойник), 5 - фильтр, 6 - резервуар чистой воды. 7 - насосная станция второго подъема, 8 —насос для промывки фильтров, 9 - стояк для сброса грязной воды, 10 - лоток. Вода из открытых водоемов центробежными насосами первого подъема направляется в нижнюю часть вертикального конусного смесителя. При этом из дозирующего устройства в воду подается необходимое кол-во коагулянта, способствующего укрупнению взвешенных частиц. В смесителе коагулянт равномерно перемешивается со всем объемом воды. Обработанная хим-м реагентом вода ч/з верхнюю часть смесителя поступает в нижнюю часть осветлителей, где возникшие хлопья оседают в их шахтах. Из осветлителей вода с небольшим сод-ем мех-х примесей направл-ся на фильтры, затем самотеком попадает в резервуары, из кот-х центробежными насосами второго подъема перекачивается на КНС. Из КНС вода подается в НС. Д/промывки загрязненных фильтров насос подает очищенную воду из резервуара в дренажную систему фильтров для их очистки. Из фильтров загрязненная вода попадает ч/з стояк 9 в канализационный лоток 10 и сбрасывается снова в другое место водоема, из которого она поступила на прием насоса.

33.вопрос. Подготовка сточных вод для ППД. Схемы подготовки сточных вод.Подготовка сточных вод для ППД. Установки открытого типа на одних и тех же сооружениях очищать воды разного состава. изменять в нужном направлении качество воды при помощи коагулянтов (сернокислый алюминий,ПАА). очищать пластовые и промливневые сточные воды в одном потоке независимо от состава, давления и газонасыщенности воды и совместно закачивать их в НСУстановки закрытого типа. интенсифицировать процесс подготовки воды с применением отстоя и фильтрования под давлением

снизить агрессивность сточной воды путем исключения контакта ее с кислородом воздуха

уменьшить количество загрязнений в воде

использовать остаточное давление газа после аппаратов УПН для очистки сточной воды и для транспорта уловленной нефти и осадка сохранить свойства пластовых вод. Схемы подготовки сточных вод. Открытая схема установки очистки сточных вод

1–ловушка нефти; 2–насос для откачки ловушечной нефти; 3–пруды-отстойники; 4-насос для подачи воды на фильтры; 5-песчаные фильтры; 6-емкости для чистой воды; 7-насос подачи воды на КНС; 8-насос для промывки фильтров; 9-пруд (амбар) для загрязненной воды. Установка очистки сточных вод закрытого типа

1а,1 –линии транспорта сточной воды; 2,7-герметизированные емкости; 3-гофрированные гидрофобные пластины; 4-насос для откачки нефти; 5-нефтепровод; 6-водовод; 8-насос подачи воды на КНС

34 вопрос. Классификация подземных вод. Разновидности схем при использовании подземных вод для ППД Использование глубинных вод для ППД Воды глубинных горизонтов хар-ся отсутствием мех-х примесей, малым сод-ем соед-ий Fe, достаточной минерализацией. Глубинные горизонты являются наилучшими источниками водоснабжения систем ППД. Технологии использования вод глубинных горизонтов: 1. Естественный ВСП воды из ВГ в НГ, если Рпл в ВГ > такового в НГ.2.Принудительный переток с использованием спец-х погружных насосов Классификация подземных вод: 1. верхние. 2. нижние. 3. промежуточные. 4. законтурные, контурные, подошвенные.Преимущества использования подземных минерализованных вод: -наличие достаточной минерализации: коэффициент вытеснения нефти минерализованной водой на 3,0...10,0 % больше, чем при использовании пресной воды

-отсутствие механических примесей, малое содержание соединений железа (не требуют дополнительной подготовки) -упрощение схем внешнего водоснабжения и закачки воды в нефтяные пласты (сокращение времени развития мощностей заводнения, быстрое достижение необходимых объемов закачки воды, создание условий для высоких темпов добычи нефти) -низкая концентрация углекислоты в растворенном газе подземных вод и отсутствие кислорода и сероводорода -химическая совместимость с пластовыми водами предупреждает образование твердых неорганических солей и их отложение в пласте, стволах обводненных ДС и наземных коммуникация системы сбора и подготовки нефти -экономия пресной воды рек, озер и грунтовых горизонтов. Наиболее эффективно использование глубинных вод при разработке мелких месторождений, удаленных от существующих водозаборов. Сложности использования подземных минерализованных вод для закачки в целях ППД-Необходима большая надежность в определении эксплуатационных запасов подземных вод (проведение большого объема гидрогеологических и гидродинамических исследований, организация пробной эксплуатации водозаборных скважин)-Во многих районах подземные воды – низконапорные и требуют применения механизированных способов добычи (увеличивается себестоимость)

-Коррозионная активность минерализованных подземных вод выше, чем пресных (защита трубопроводов и оборудования от коррозии)

-В отдельных случаях (при наличии рыхлых песчаников) в В/З скважинах образуются песчаные пробки.

Целесообразность и экономическая эфф-ть использования подземных вод-Необходимо проведение специальных гидро-геологических исследований и ТЭО -Для заводнения НМ с малым водопроявлением, рассеянных на значительной площади и удаленных от поверхностных источников водоснабжения -Для заводнения крупных НМ на начальной стадии РМ до окончания строительства магистрального водовода поверхностных вод и использования для нагнетания сточных водТехнологии использования вод глубинных горизонтов:1.система МСП ППД закачка подземных вод высокой минерализации из ДС (водозаборных) в НС. 2. ВСП. Схемы МСП-ППД

А)Прямая закачка - из ВЗС в одну или несколько НС, находящихся близко от ВЗС и имеющих небольшие отличия по приемистости

Б)из ВЗС в одну или несколько НС, с подпором индивидуальным насосом на приемной линии НС, удаленной от ВЗС или имеющей низкую приемистость;

В)из нескольких ВЗС, находящихся близко друг от друга, в НС с незначительными отличиями по приемистости

А) Схема «прямая закачка» на 1 скв. с ЭЦН

1 – ВЗС; 2 – ЭЦН; 3 – НС; 4 – расходомер; 5 – пакер; 6 – АКЖ.

Б) Схема МСП – ППД с дожимным насосом на НС

1 – ВЗС; 2- ЭЦН; 3 – НС; 4 – расходомер; 5 – насосная установка УНЦВ; 6 - УЭЦНАВ; 7 - пакерВыбор скважин для МСП-ППД

-основан на данных геолого-промысловых исследований -В качестве ВЗС («донор») выбирают скважины с хорошими свойствами, эксплуатирующие водоносный горизонт. -НС (принимающие - «акцепторы») выбирают с учетом потребности системы ППД и геологических особенностей Естественный внутрискважинный переток глубинных вод (при большой энергии (напоре) вод). а — верхний переток; б — нижний переток; 1 —ВГ; 2 —НГ; 3 — камера для установки расходомера; 4 — пакер; 5 — приемная камера для воды; 6 — перекрестная муфта; 7 — колонна НКТ; 8 — хвостовик с отверстиями Принудительный внутрискважинный переток

а — верхний переток; б — нижний переток; 1 — ВГ; 2 — НГ; 3 — ПЭД; 4 — компенсатор; 5 — приемная сетка ПЦЭН; 6 — насос; 7 — выкид центробежного насоса; 8 —якорь; 9 — пакер; 10 — кабель-канат; 11 — колонна НКТ

Трудности использ-ния глубинных гориз-тов для целей ППД. 1. Необходима большая надежность в определении эксплуатац-х запасов подземных вод (проведение большого объема гидрогеологич-х и г/д исслед-й, пробная эксплуатация ВЗ скв-н). 2. во многих районах подзем. воды – низконапорные и треб-т применения механизир-х СП-в добычи. 3. коррозионная активность минерализ-х подземных вод выше, чем пресных. 4. в отдельных случ-х (при наличии рыхлых песчаников) в В/З скв-х образ-ся песчаные пробки.Расположение подземных вод в разрезе месторождения

1 – верхние, 2 – нижние (наиболее водообильные) 3 – промежуточные, 4 - законтурные, контурные и подошвенные. МСП, ВСП

35 вопрос. ОРЗ воды в несколько пластов. Оборудование и схемы. Достоинства и недостатки.Совместная закачка воды в несколько пластов, неоднородных по проницаемости:

- приводит к неравномерному вытеснению нефти водой, прорыву воды к забоям ДС по наиболее проницаемым пластам -По менее проницаемым пластам компенсация закачкой не обеспечивается, что приводит к ↓ Рпл и исключению этих пластов из разработки -Обводненные скважины выводятся из эксплуатации при наличии остаточных запасов нефти, сосредоточенных в низкопроницаемых пластах.

Схема закачки по многопластовым объектам:

Пласты, подлежащие разобщению значительно отличаются по коллекторским свойствам

-При ОРЗ в каждый из разобщенных пластов вода подается по своему каналу под давлением, обеспечивающим заданный уровень закачки в соответствии с их характеристикой (толщина, пористость, проницаемость, запасы нефти).

Методы регулирования объемов закачки при ОРЗ

1.В скв. изолируются с помощью специальных закупоривающих материалов пласты, в которые закачка воды нежелательна или ее требуется ограничить (высокое давление нагнетания, необходимое для закачки воды в слабопроницаемые пласты)

2. после изоляции пластов с различной проницаемостью, закачка воды производится по отдельным каналам с различными давлениями в зависимости от проницаемости пластов

3. применение для каждого пласта индивидуальной сетки нагнетательных скважин

Способы дифференциации давлений:

1. прокладка двух водоводов от ближайшей КНС с различным давлением нагнетаемой воды (разные насосы)

2. дросселирование давления пропуском части воды общего водовода через штуцер непосредственно на устье скважины (давление в общем водоводе должно быть равно или больше давления нагнетания в плохо проницаемый пласт). Дросселирование давления связано с потерей энергии и с энергетической точки зрения невыгодно Для осуществления ОРЗ сущ-т схема с конц. распол-ем НКТ (1 в другой) и с параллельным расположением.

Схема ОРЗ по двум пластам:

Двухлифтовая схема ОРЗ с параллельными колоннами НКТ:Достоинства:-учёт и регулирование расхода закачиваемой воды производится на устье скважины;-возможность защиты от коррозии наружной поверхности обеих колонн НКТ при помощи АКЖ.Основные недостатки:

-незащищённость ЭК от избыточного давления, что не позволяет использовать схему на скважинах с давлением закачки выше допустимого;

- возможность раздельной закачки воды не более чем в 2 группы пластов. -интенсивная коррозия наружной поверхности колонны НКТ меньшей длины. -сложность спуска геофизических приборов для исследования верхнего пласта. условное обозначение установки в документации-УОРЗ - 146 П (К) - ТУ 3665-163-00147587-2007

-УОРЗ -168 П (К) - ТУ 3665-163-00147587-2007

У – установкаО – одновременноР – раздельного

З – заводненияП – параллельным расположением трубК – концентричным расположением труб

Достоинства одноканальных систем закачки водызащита части ЭК от избыточного давления и коррозии. компоновка позволяет осуществить закачку воды в три пласта и более. закачка воды производится по одной колонне НКТ. базовые исследования НС геофизическими приборами по каждому пласту проводятся раздельно. обеспечивается закачка в НС с ЭК меньшего диаметра, чем при использовании двухканальных систем

Недостатки одноканальных систем закачки воды. более высокая стоимость по сравнению с двухканальными системами (необходимость использования в скважине дополнительно скважинных камер с регуляторами расхода воды, сложных по конструкции разъединителей колонны НКТ);трудоемкость регулирования и сложность учета объемов закачки по каждому из пластов из-за размещения устройств, регулирующих расход, в скважине

36 вопрос. Причины снижения приемистости скважин. Влияние газовой фазы и формы поровых каналов на закупоривание пористой среды.Причины снижения поглотительной способности НС при неизменном давлении нагнетания:-геологическое строение пласта (состав пород, пористость, проницаемость, неоднородность)-загрязненность фильтрующей поверхности пласта (кольматация твердыми частицами, отложениями солей)-образование сероводорода в результате деятельности СВБ (карбонатные осадки, осадки сульфида железа, закупоривание каналов фильтрации колониями СВБ)-рост пластового давления в зоне расположения скважины.Влияние газовой фазы и формы поровых каналов на закупоривание пористой средыпоровые каналы закупориваются более эффективно Газовые пузырьки ведут себя как упругие шары и делают суспензию парафина и других частиц менее восприимчивой к импульсивным воздействиям со стороны потока. Появление газовой фазы в потоке приводит к значительному снижению проницаемости пласта. Появление газовых пузырьков при снижении давления в пласте ниже давления насыщения, а также в результате химических реакций (при ОПЗ или осуществлении МУН) крайне нежелательно и опасноЗаиливание пор пласта не связано. только с эффектом прилипания частиц к поверхности зерен кварца;снижение приемистости ПЗП связано с явлениями кольматации межпоровых каналов и заиливания пор частицами, взвешенными в потоке, и движущимися частицами, содержащимися в самой породе; появление газовой фазы в поровом пространстве приводит к устойчивому перекрытию межпоровых каналов, очистка которых связана с намного большими трудностями, чем при их заиливании твердыми частицами;накопление грязи в пласте некоторое время может продолжаться без снижения его приемистости;периодическая обратная промывка изливом позволяет эффективно поддерживать фильтрационные свойства пласта