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. Сущность полезной модели заключается в том, что очистные устройства герметично соединены с водоводами-ответвлениями, идущими от нагнетательных скважин с низкопроницаемыми пластами, выполнены в виде перфорированного трубного элемента, установленного коаксиально внутри магистрального водовода и заполненного твердым пористым материалом. 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. Использование данного предложения позволяет при небольших дополнительных капитальных затратах снизить потери приемистости пластов за счет более качественной очистки воды, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание 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 снижение потери приемистости пластов за счет более качественной очистки воды, увеличение длительности межремонтного периода между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления за счет исключения дополнительных затрат на очистку призабойной зоны нагнетательных скважин и снижения затрат на очистку воды.

Техническая задача решается предлагаемой системой транспортирования воды для поддержания пластового давления, включающей насосы, нагнетательные скважины, вскрывшие пласты различной проницаемости, магистральный водовод, водоводы-ответвления к нагнетательным скважинам, очистные устройства на водоводах, соединенных с нагнетательными скважинами с низкопроницаемыми пластами.

Новым является то, что очистные устройства герметично соединены с водоводами-ответвлениями, идущими от нагнетательных скважин с низкопроницаемыми пластами, выполнены в виде перфорированного трубного элемента, установленного коаксиально внутри магистрального водовода и заполненного твердым пористым материалом.

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.

При этом на Фиг.3:II - поток очищенной воды.

Система транспортирования воды для поддержания пластового давления содержит: головные очистные сооружения 1, кустовую насосную станцию 2, магистральный водовод 3, водоводы-ответвления 4, задвижки 5, нагнетательные скважины 6, 7 и 8, вскрывшие пласты различной проницаемости, очистные устройства 9, 10 в виде трубного

элемента с участками перфорации 11 и наполнителем 12 в виде твердого пористого материала, установленные коаксиально внутри магистрального водовода 3.

Система транспортирования воды для поддержания пластового давления работает следующим образом.

Воду очищают на головных очистных сооружениях 1 и с помощью насосов кустовой станции 2 транспортируют по магистральному водоводу 3 (Фиг.1). Из основного потока I, транспортируемого по магистральному водоводу 3, отбирают в водовод-ответвление 4 часть воды в количестве, задаваемом задвижкой 5. Вода в водовод-ответвление 4 поступает через коаксиально установленное внутри магистрального водовода 3 очистное устройство 9 в виде перфорированного трубного элемента (в качестве которого используют, например, отрезок заглушенной с торцов трубы с участками перфорации 11 (Фиг.3), при этом его полость заполнена твердым пористым материалом 12), каналы которого пропускают частицы не выше заданного размера, определяемого размером пор и проницаемостью пласта нагнетательной скважины 6 (Фиг.2). Более крупные частицы (те, которые находились в воде после очистных сооружений, а также продукты коррозии со стенок водоводов), задержанные очистным устройством (перфорированным трубным элементом) 9, увлекаются основным потоком I и транспортируются им далее по магистральному водоводу 3. Очищенную воду II подают в нагнетательную скважину б для закачки в пласт низкой проницаемости. Далее на следующем водоводе-ответвлении воду через очистное устройство (перфорированный трубный элемент) 10, каналы которого пропускают частицы не выше заданного размера, определяемого размером пор и проницаемостью пласта скважины 7, в нужном количестве отводят на нагнетательную скважину 7, оставляя взвешенные частицы в основном потоке для дальнейшего транспортирования в технологически заданном направлении, например, для закачки воды в поглощающие горизонты через нагнетательную скважину 8. Поверхности коаксиально установленных внутри магистрального водовода 3 очистных устройств (перфорированных трубных элементов) 9, 10 очищаются самоочисткой потоком закачиваемой воды, так как установлены вдоль направления потока I воды в магистральном водоводе 3. Дополнительная очистка ячеек перфорационных участков 11 и твердого пористого материала наполнителя 12 очистных устройств (перфорированных трубных элементов) 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 нагнетательных скважин 6, 7, вскрывших пласты с низкой проницаемостью, в водовод (и из водовода - в нагнетательную 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 нагнетательные 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 нагнетательных скважин), так и снизить затраты на очистку.

Пример конкретного выполнения.

Сточную пластовую воду очищают на головных 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 магистральный водовод 3, транспортируют по нему 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 магистральному водоводу 3, отбирают воду в количестве 60 м ³/сут через коаксиально установленное внутри магистрального водовода 3 очистное устройство (перфорированный трубный элемент) 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 нагнетательной скважины 7 воду в количестве 80 м³/сут отбирают через коаксиально установленное внутри магистрального водовода 3 очистное устройство (перфорированный трубный элемент) 10, оставляя в основном потоке I частицы размером свыше 8 мкм. Далее поток транспортируют до нагнетательной 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.

Использование данного предложения позволяет при небольших дополнительных капитальных затратах снизить потери приемистости пластов за счет более качественной очистки воды, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.

Система транспортирования воды для поддержания пластового давления, включающая насосы, нагнетательные скважины, вскрывшие пласты различной проницаемости, магистральный водовод, водоводы-ответвления к нагнетательным скважинам, очистные устройства на водоводах, соединенных с нагнетательными скважинами с низкопроницаемыми пластами, отличающаяся тем, что очистные устройства герметично соединены с водоводами-ответвлениями, идущими от нагнетательных скважин с низкопроницаемыми пластами, выполнены в виде перфорированного трубного элемента, установленного коаксиально внутри магистрального водовода и заполненного твердым пористым материалом.