система транспортирования воды для поддержания пластового давления

Формула изобретения

Система транспортирования воды для поддержания пластового давления в пластах различной проницаемости, включающая насосы, водоводы, нагнетательные скважины, отличающаяся тем, что водоводы к скважинам низкопроницаемых пластов снабжены очистными устройствами со шламонакопителями, при этом шламонакопители соединены с водоводами к скважинам пластов более высокой проницаемости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений.

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, 1967, с. 142).

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 к пластам доставляется вода одного и того же качества, в то время как качество воды, необходимое для закачки в низкопроницаемые и, напротив, в высокопроницаемые пласты значительно различается.

Наиболее близкой к предлагаемой является система транспортирования воды для поддержания пластового давления (ППД), содержащая насосы, водоводы с ответвлениями, нагнетательные скважины (см. там же, с. 144-146).

Система позволяет транспортировать необходимое количество воды до различных нагнетательных скважин (одновременно или последовательно) для закачки в пласт, при этом имеется возможность подключать дополнительные скважины к разводящему водоводу с помощью ответвлений.

Недостатком известной системы является также то, что она доставляет воду одного и того же качества (то есть, с одним и тем же 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 (высокопроницаемые пласты), то закачка такой воды в низкопроницаемые пласты приводит 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. Закачка же воды высокого качества в пласты с различной проницаемостью - низкой и высокой - связана с увеличением материальных затрат, поскольку приходится производить более глубокую очистку всего объема воды.

Кроме того, при транспортировании очищенной воды до скважины со стенок и днища водоводов в воду попадают продукты коррозии металла труб, которые также забивают призабойную зону и поры пласта.

Решаемая техническая задача состоит в том, что необходимо создать такую систему транспортирования воды для поддержания пластового давления, которая при минимальных затратах на реконструкцию имеющихся в промышленности технологических схем, обеспечивала бы восстановление пластового давления как в высоко-, так и в низкопроницаемых пластах, при этом увеличивала бы межремонтный период работы нагнетательных скважин.

Целью предлагаемого устройства (системы) является сокращение материальных затрат при одновременном увеличении длительности безремонтной работы нагнетательных скважин.

Поставленная цель достигается описываемой системой транспортирования воды для поддержания пластового давления в пластах различной проницаемости, содержащей насосы, водоводы, нагнетательные скважины.

Новым является то, что водоводы к скважинам низкопроницаемых пластов снабжены очистными устройствами со шламонакопителями, при этом шламонакопители соединены с водоводами к скважинам пластов более высокой проницаемости.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемое устройство (система) отвечает критерию "существенные отличия ".

На чертеже изображена схема предлагаемой системы транспортирования воды для поддержания пластового давления.

Система транспортирования воды для поддержания пластового давления содержит головные очистные сооружения 1, насосы 2 (обычно в составе кустовой насосной станции), водовод 3, водоводы-ответвления 4, 5, 5", 6, 7, 8 к нагнетательным скважинам, нагнетательные скважины: 9, 10 (вскрывающие пласт средней проницаемости), 11 (пласт повышенной проницаемости), 12, 13, 14 (пласт пониженной проницаемости, 15 (низкопроницаемый пласт), 16 (высокопроницаемый пласт); очистные устройства 17, 18, 19 со шламонакопителями 20, 21, 22, соединенными с водоводами 5 и 3, задвижки 23, 24.

Система работает следующим образом.

Вода, подготовленная на головных очистных сооружениях 1 до базового качества, позволяющего закачивать ее в пласты средней проницаемости, подается насосами 2 - в водовод 3. Часть воды базового качества из водовода 3 в требуемом объеме отводится по водоводу-ответвлению 4 в нагнетательные скважины 9, 10 пласта средней проницаемости. Затем необходимый объем воды отводится из водовода 3 по водоводу-ответвлению 5, часть воды очищается от нефти и мехпримесей на очистном устройстве 17 (в качестве которого используется фильтр, гидроциклон, флотационная машина и т.д.) до повышенного качества и подается по водоводу-ответвлению 6 на скважины 12, 13 пластов пониженной проницаемости; другая часть воды совместно с загрязнениями, сбрасываемыми из шламонакопителя 20 в водовод 5, подается в нагнетательную скважину 11 пласта повышенной проницаемости. Далее часть воды базового качества отводится из водовода 3 в водовод - ответвление 5", очищается на очистном устройстве 18 до повышенного качества, затем, часть объема воды по водоводу-ответвлению 7 подается на скважину 14 пласта пониженной проницаемости, а другая часть очищается на очистном устройстве 19 до высокого качества и по водоводу 8 поступает на скважину 15 пласта низкой проницаемости. Нефть и мехпримеси, извлеченные из воды на очистных устройствах 18 и 19 через шламонакопители 21 и 22 сбрасываются в водовод 3. Сброс шлама осуществляют путем прикрытия задвижек 23 и 24 в ручном или автоматическом режиме. Оставшийся объем воды пониженного (по сравнению с базовым) качества по водоводу 3 транспортируют до скважины 16 пласта высокой проницаемости.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает закачку воды нужного качества в соответствующие скважины (пласты), во-первых, несмотря на дополнительное загрязнение воды в процессе транспортирования и, во-вторых, без дорогостоящей высококачественной очистки всего объема воды. То есть, система позволяет как улучшить качество воды, закачиваемой в пласты пониженной и низкой проницаемости (и, следовательно, увеличить межремонтный период работы скважин, увеличить вытеснение нефти из низкопроницаемых пластов), так и снизить затраты на очистку воды.

Пример конкретного выполнения.

Сточную пластовую воду очищают на головных очистных сооружениях 1 до содержания взвешенных частиц в ней 40 мг/л с преобладающим размером частиц в очищенной воде - до 16 мкм. Вода с очистных сооружений 1 поступает на насосы 2 кустовой насосной станции и далее в водовод 3, дополнительно загрязняясь продуктами коррозии до содержания частиц 50 мг/л. Воду в количестве 800 м/сут насосами 2 под давлением 9 МПа подают в водовод 3, транспортируют по нему и водоводам-ответвлениям 4, 5, 6, 7, 8 до нагнетательных скважин 9, 10 с расходом по 100 м³/сут, 11 (100 м³/сут), 12 и 13 (по 50 м³/сут, 14 (50 м³/сут), 15 (50 м³/сут), 16 (300 м³/сут). Перечисленные нагнетательные скважины имеют различную приемистость (поскольку пласты, вскрытые ими, имеют различную проницаемость и пористость), что определяет следующие требования к содержанию взвешенных веществ в воде, закачиваемой в скважины: 9, 10 - 50 мг/л; 11 - 100 мг/л; 12, 13, 14 - 25 мг/л; 15 - 10 мг/л; 16 - 150-200 мг/л. Требуемое качество обеспечивается очистными устройствами 17, 18, 19. Загрязнения, выводимые из шламонакопителей 20, 21, 22, возвращали в поток воды, направляемый в скважины 11 и 16 с высокой приемистостью (пласты повышенной и высокой проницаемости).

Результаты испытания известной и предлагаемой систем приведены в таблице.

Как видно из таблицы, при предлагаемой системе в каждую скважину закачивают воду того качества, которое требуется для данного пласта, в отличие от известной системы, при которой в скважины пониженной и низкой проницаемости поступает вода худшего качества. Например, в скважину 15 при использовании предлагаемой системы подают воду с содержанием частиц 10 мг/л и размером 2 мкм, а при использовании известной системы закачиваемая вода содержит 50 мг/л взвешенных частиц размером 16 мкм. В результате при предлагаемой системе загрязнение пласта уменьшается, что приводит к увеличению межремонтного периода нагнетательной скважины на 93 сут и сокращению затрат на ремонт. При этом при использовании предлагаемой системы требуется тонкая очистка только 50 м³/сут воды, в отличие от известной системы, при которой должен быть очищен весь объем воды 800 м³/сут, то есть при предлагаемой системе снижаются затраты на очистку воды.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы транспортирования воды для поддержания пластового давления складывается из экономии затрат на проведение ремонтов нагнетательных скважин, экономии капитальных и эксплуатационных затрат на оборудование по очистке воды и прибыли от дополнительно добытой нефти.