Практическое занятие № 4. Определение количества воды, необходимой для поддержания пластового давления, и приемистости нагнетательных скважин

Цель занятия

Основной целью занятия является изучение и решение задач для определения количества воды, необходимой для поддержания пластового давления, и приемистости нагнетательных скважин.

Краткие сведения из теории

^{Подготовка вод, закачиваемых в пласт, предусматривает следующие мероприятия: 1) осветление мутных вод коагулированием; 2) декарбонизацию; 3) обезжелезивание; 4) ингибирование.}

^{Осветление мутных вод коагулированием осуществляется с целью удаления очень мелких взвешенных частиц, которые практи­чески не осаждаются под действием силы тяжести. Для этого в воду добавляют реагенты (сернокислый алюминий, хлорное железо, желез­ный купорос и др.), называемые коагулянтами. В результате реакции коагуляции происходит укрупнение взвешенных частиц и образуют­ся хлопьевидные соединения, которые оседают в воде.}

^{Декарбонизация выполняется с целью удаления из воды би­карбонатов кальция и магния. В противном случае, отлагаясь в пласте, соли кальция и магния могут существенно затруднить фильтрацию нефти и газа. Сущность декарбонизации состоит в подщелачивании воды гашеной известью с тем, чтобы вызвать коагуляцию ненужных примесей.}

^{Обезжелезиванием называется удаление солей железа из воды с целью предотвращения загрязнения фильтрующих поверхностей скважин железистыми осадками. Для этого применяют аэрацию, известкование и другие методы.}

^{В ходе аэрации - процесса обогащения воды кислородом воз­духа - из солей железа образуется нерастворимый гидрат окиси железа, оседающий в воде в виде хлопьев. Однако при аэрации из воды удаляются не все соли железа, а сам процесс требует использования весьма громоздкого и сложного оборудования. Кроме того, аэрация повышает коррозионную активность воды.}

^{При известковании в воду добавляют известковое молоко, что также приводит к образованию нерастворимого осадка гидрата окиси железа.}

^{Ингибированием называется обработка воды ингибиторами - веществами, замедляющими процесс коррозии. По направленности действия различают ингибиторы сероводородной, кислородной и углекислотной коррозии.}

^{В отличие от природных сточные воды могут содержать нефть, углекислый газ, сероводород и микроорганизмы. Соответственно их подготовка предусматривает: 1) отстаивание от нефти и газа; 2) унич­тожение микроорганизмов.}

^{Для подготовки сточных вод на промыслах используют схе­мы открытого и закрытого типа.}

Пластовые воды нефтяных месторождений это неотъемлемая составная часть продукции добывающих скважин, которая обусловливает значительную долю осложнений при добыче и подготовке нефти на промыслах.

При разработке нефтяных и газовых месторождений значи­тельные объемы воды расходуются на поддержание пластового давления, что позволяет продлить период фонтанирования скважин и значительно увеличить коэффициенты нефтегазоотдачи. Ориенти­ровочный расход воды для добычи одной тонны нефти составляет в среднем: 1,5...2 м³ - при площадном заводнении и 2...2,5 м³ - при за­контурном заводнении.

Расчетная часть (решение задач)

Задача 9. Дано: суточная добыча из пласта нефти Q_н = 311,4 т, воды Q_в=104,2 т, газа V_г = 91970 м³; объемный коэффициент нефти b_н = 1,18; коэффициент растворимости газа в нефти α = 7,7 м³/м³МПа; плотность нефти ρ = 863 кг/м³; коэффициент сжимаемости газа z = 0,88; пластовое давление р_пл = 7,45 МПа; пластовая температура Т_пл = 316,3 К; атмосферное давление p_о = 0,1 МПа; проницаемость пласта для воды k = 0,510^-12м²; эффективная мощность пласта h = 10 м; перепад давления нa забое Δр = р_заб — р_пл = 5 МПа; коэффициент гидродинамиче­ского совершенства забоя скважины φ= 0,8; половина расстояния между нагнетательными скважинами R = 400 м; радиус забоя скважины r_с = 0,075 м; вязкость воды μ = 1 мПа·с.

Добытая нефть в пластовых условиях занимает объем

Q’_н = Q_нb_н / ρ, ( м³.)

Объем свободного газа в залежи, приведенный к атмосферным условиям,

Объем свободного газа в пластовых условиях

Общая суточная добыча в пластовых условиях составит

V = Q’_н + V_пл + Q_в , ( м³.)

Для поддержания давления требуется ежесуточно закачивать в залежь воды не менее указанного объема. При коэффициенте избытка К = 1,2 потребуется следующее количество воды (без учета поступающего в залежь объема контурной воды):

Q’_в = VK, (м³/сут).

Приемистость нагнетательных скважин составит

, ( м³/с ) или ( м³/сут.)

Следовательно, для закачки потребного количества воды необ­ходимо иметь две нагнетательные скважины.

Задача 10. Для сравнения пластовых давлений, замеренных в разных скважинах одного и того же пласта с водонапорным режимом, их требуется привести к одной какой-либо плоскости (первоначальному водонефтяному контакту или уровню моря).

Предположим, что замеры сделаны по трем скважинам. В первой скважине текущее пластовое давление р'_пл = 30 МПа, этаж нефтеносности, считая от плоскости первоначального водонефтяного контакта до забоя,

h_I =150м; во второй скважине пластовое давление р''_пл =28 МПа и этаж нефтеносности h_II = 200м; в третьей скважине соответственно р'''_пл =26 МПа и h_III=250м. Плотность нефти в пластовых условиях ρ=800 кг/м³. Так как забои всех скважин находятся на структуре выше водонефтяного контакта, то для получения приведенного пластового давления надо к текущему пластовому давлению прибавить давление столба нефти, соответствующему этажу нефтеносности.

Приведенные пластовые давления равны:

для первой скважины

р' = р'_пл +ρgh₁

для второй скважины

р'' = р''_пл +ρgh₁₁

для третьей скважины

р''' = р'''_пл +ρgh₁₁₁

Знание приведенных пластовых давлений дает возможность судить о распределении пластовой энергии по площади залежи, а следовательно, о возможности добыче нефти из отдельных скважин.

Содержание отчета

1. Цель практического занятия.

2. Краткое описание теоретической части.

3. Решение задач.

4. Результаты вычислений задач.

5. Письменные ответы на контрольные вопросы.

Вопросы для самопроверки

1. Как определяется объем свободного газа в залежи, приведенный к атмосферным условиям?

2. Как находим, объем свободного газа в пластовых условиях?

3. Какие методы применяют для подготовки воды, закачиваемых в пласт?

4. Чем отличаются природные воды от сточных вод?

5. Что называется ингибированием?

6. К чему равны приведенные пластовые давления в трех скважинах?