Система транспортирования воды для поддержания пластового давления

Авторы патента:

7 E21B43/00 -

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.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является сокращение материальных затрат при одновременном увеличении длительности безремонтной работы нагнетательных скважин.

Сущность полезной модели заключается в том, что очистное устройство выполнено в виде фильтрующего экрана, установленного внутри водовода магистрального и создающего вместе с внутренней стенкой магистрального водовода 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.

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.

2 ил.

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.

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,

дополнительно загрязняясь продуктами коррозии до содержания частиц 34 мг/л. Воду в количестве 400 м³/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 м³/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 м³/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.

Система транспортирования воды для поддержания пластового давления, включающая очистные сооружения, кустовые насосные станции, водоводы магистральные, водоводы-ответвления, задвижки, очистные устройства, нагнетательные скважины, вскрывшие пласты различной проницаемости, отличающаяся тем, 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.