Файл: На сегодняшний день неотъемлемой частью технологии добычи нефти является использование методов поддержания пластового давления путем закачки воды или газа в пласт.docx

Оценка необходимых объемов нагнетания для заводнения различных типов коллекторов на остаточные запасы нефти при водонефтяном факторе, равном 3 и 5 соответственно, показала, что весь объем вод, подлежащих очистке, может составить 1,55-2,2 млрд. м3, который распределяется по типам коллекторов в соотношениях: 1 группа 1 класс – 56%; 1 группа 2 класс – 21% и 2 группа –23%. Из различных источников загрязнения продуктивного пласта первым из них является сам пласт, в продукции которого содержится от 16 до 72 мг/л твердых взвешенных частиц (ТВЧ), причем 83-87% из них имеют размеры менее 5 мкм, а более 10 мкм – 5-8%. Затем по пути движения воды от очистных сооружений до устья нагнетательной скважины (НС) количество ТВЧ возрастает еще на 30%. Следовательно, как уже отмечалось, сама система ППД является мощным источником формирования ТВЧ, что требует новых подходов к ее созданию. Известно, что в пресной воде в основном превалируют частицы 1-5 мкм, а в сточной – 0,2-1 мкм. Это свидетельствует об эффективности промысловых очистных сооружений, извлекающих из воды не только крупные частицы, которые изначально содержались в ней. Количество ТВЧ составляет 106 -1011 единиц на один литр. Установлено, что основная доля кольматирующего вещества содержится в частицах 6-15 мкм (56,9%) и 15-30 мкм (33,8%), которые и должны быть удалены в первую очередь. Качество воды и содержание ТВЧ определяют основные параметры закачки воды в пласт, в том числе – давление закачки Р, расход воды Q, накопленный объем закаченной воды W, время работы скважины t, скорость закачки (фильтрации) V при необходимой площади фильтрации F. Для каждой скважины качество воды должно рассчитываться с полным учетом их коллекторских свойств по методикам НТЦ «ЭКОТЕХ». Для вытеснения нефти водой из слабопроницаемых коллекторов допустимые размеры частиц могут иметь разные значения, в том числе 0,3-1 мкм. Закачка воды в соответствии с коллекторскими свойствами пластов и пропластков, вскрытых как индивидуальными, так и общим забоем при минимальной кольматации пор фильтрующих пород обеспечивает:  увеличение текущей добычи нефти; извлечение из недр нефти, не поддающейся вытеснению традиционными методами; эффективную выработку как высоко, так и слабопроницаемых пластов; кратное сокращение числа и длительности ремонтных работ по восстановлению приемистости нагнетательных скважин; осуществление ремонтных работ в экологически чистом варианте; высокоэффективную, экологически чистую утилизацию нефтешламов, извлекаемых из очищаемой воды при минимальных затратах;

---

 дифференцирование по объему, качеству и сокращение на этой основе общих затрат на очистку закачиваемых вод;Решению о качестве, количестве и технологии закачки воды предшествуют детальный геологический и петрофизический анализ пластов, интерференции нагнетательных и добывающих скважин, выбор приемлемой технологии заканчивания скважин бурением, вскрытия пластов и вызова притока.Для обеспечения наиболее эффективного управления нагнетательными скважинами предлагается специальный регламент по их эксплуатации с учетом специфики месторождения1 – головные очистные сооружения 1 группы качества воды; 2 – гребенка; 3 – водоводы первой группы качества; 4 – КНС – кустовые насосные станции; 5 – узел доочистки воды второй ступени; 6 – водовод воды второй ступени очистки; 7 – узел доочистки воды третьей ступени; 8 – водовод воды третьей ступени очистки; 9 – узел очистки воды четвертой ступени; 10-13 – нагнетательные скважины, принявшие воду первой, второй, третьей и четвертой ступеней очисткиРисунок 3.10 – Принципиальная схема каскадной технологии очистки закачиваемых вод.Эффективность применения каскадной технологии очистки воды в основном связана с:  вовлечением в разработку пластов низкой проницаемости и увеличением извлекаемых запасов нефти в объеме закачки воды повышенного качества; снижением объемов очистки воды по высшему качеству;  сокращением затрат на электроэнергию для закачки воды за счет снижения темпов роста давления закачки при сохранении приемистости скважин; увеличением межремонтных периодов скважин, связанных с ОПЗ, и связанной с этим дополнительной добычей нефти; снижением числа порывов водоводов за счет снижения ΔР; сокращением затрат на ремонтные работы, связанные с ОПЗ; уменьшением объемов шламов при изливах нагнетательных скважин при ремонтных работах;  снижением числа вновь бурящихся скважин в связи с утратой приемистости пробуренных ранее; вовлечением в товарные поставки извлеченной из воды капельной нефти;  проявлением экологического эффекта от снижения загрязнений окружающей среды при порывах трубопроводов с нефтесодержащими водами; исключением проблемы утилизации нефтесодержащих ТВЧ, характерной для других методов очистки и закачки пластовых вод;

---

 переводом части трубопроводов из высоконапорных в категорию низконапорных; снижением доли неэффективных затрат, связанных с бесполезной закачкой воды низкого качества в пласты, куда она поступать не могла в связи с кольматацией пор ТВЧ3.14 Расчет потерь давления при заводнении пластов в наземных трубопроводах и в скважинеОпределить потери давления в наземном трубопроводе и в скважине при заводнении нефтяного пласта. Исходные данные: длина наземного трубопровода L , м; диаметр трубопровода D = .0 15м; глубина скважины H , внутренний диаметр подъемных труб d = .0 076м; количество нагнетаемой воды Q, м 3 /сут; кинематическая вязкость воды 5 10− ν = м 2 /с; плотность воды = 1000 ρ В кг/м 3 . Гидравлические потери напора на трение при давлении воды в трубопроводах определяются по формуле: d L тр Р 2 6 10 2 ρ υ = λ , МПа (1,11) 9 где λ - коэффициент гидравлических сопротивлений; ρ - плотность воды, кг/м 3 ; υ - скорость движения воды в наземном трубопроводе 2 .0 785d Q υ = м/с (1,12) Для определения коэффициента гидравлических сопротивлений λ найдем значение Re: ν υd Re , (1,13) = следовательно, режим движения ламинарный, поэтому λ = 64 / Re , то есть потери давления на трение находим по формуле (1,11) Скорость движения воды в колоне диаметром 76мм рассчитываем по формуле (1,12) Число Рейнольдса находим по формуле (1,13). Если режим движения турбулентный, то 4 λ = .0 3164 / Re , то потери напора на трение при движении воды в колонне труб диаметром 76 мм определим по формуле (1,11) Суммарные потери напора равны ΣP .4 Экономический разделНа Повховском месторождении повсеместно применяется циклическая закачка воды в нагнетательные скважины. Однако при этом не учитываются коллекторские свойства пласта, т.е. закачивается вода одинакового качества как в высокопроницаемые, так и в низкопроницаемые участки пласта. Отмеченное снижает приемистость скважин, межремонтный период (МРП), увеличивает объемы отходов при ремонтах и, как следствие, ухудшает экологическое состояние окружающей среды.Количество вытесненной нефти во многом определяется возможностью закачиваемой воды проникать в поры породы. Чем чище закачиваемая вода, тем эффективнее вытесняется нефть, охватывая при этом поры малых размеров. Основными показателями, характеризующими качество воды для системы ППД, являются содержание в ней нефтепродуктов, твердых взвешенных частиц (ТВЧ), их размеры (диаметры).

---

При использовании каскадной технологии важным, с точки зрения эффективности, является соответствие объемов воды различного качества потребностям скважин, вскрывших пласты различной проницаемости. Такой идеальный баланс можно обеспечить в случае, когда очистные сооружения размещены на соответствующей скважине.Технологический эффект использования каскадной технологии очистки сточных вод достигается в результате:

• 
  увеличения добычи нефти, вытесненной водой улучшенного качества;
  
• 
  сокращения потерь добытой нефти с закачиваемой водой вследствие улучшения ее качества;
  
• 
  сокращения числа капитальных ремонтов нагнетательных скважин по восстановлению их приемистости за счет увеличения МРП скважин.
  

Кроме того, уменьшаются расход электроэнергии и затрачиваемая мощность, объем шлама при изливах нагнетательных скважин во время ремонтных работ. Эффективность применения каскадной технологии очистки воды также связана с экологическим эффектом, обусловленным снижением загрязнения окружающей среды при порывах трубопроводов с нефтесодержащими водами; исключением проблемы утилизации нефтесодержащих вод с ТВЧ, характерной для других методов очистки и закачки пластовых вод.4.1 Технико-экономические преимущества глубокой очистки сточных вод по каскадной технологии с использованием аппаратов АОСВ-2Экономическая эффективность более глубокой очистки и закачки воды в низкопроницаемые коллекторы может быть показана на примере использования для этих целей аппарата АОСВ-2. В 1996 году ТатНИПИнефть, НТЦ «ЭКОТЕХ», «Ермак-Экология» и НГДУ Лениногорскнефть АО «Татнефть» разработали технологические схемы глубокой очистки сточных вод от нефти и механических примесей для закачки в низкопроницаемые пласты с применением аппарата очистки сточных вод (АОСВ). В результате испытаний аппаратов для очистки пластовых вод этого типа на Куакбашской УПВСН в 1997 г. установлено, что содержание эмульгированной нефти и механических примесей в воде, прошедшей предварительную обработку динамическим отстоем, при обработке в АОСВ устойчиво снижается в 3 раза (в диапазоне концентрации загрязнений от 30 до 400 мг/л), что существенно повышает качество закачиваемой в пласт воды и способствует:

• 
  сокращению потерь добытой нефти с закачиваемой в пласт сточной
  
• 
  водой;
  
• 
  увеличению периода работы нагнетательных скважин между капитальными ремонтами, связанными с восстановлением их приемистости;
  
• 
  увеличению текущей добычи нефти;
  
• 
  извлечению из недр нефти из пор малых размеров;
  
• 
  эффективной выработке как высоко - так и слабопроницаемых пластов;
  
• 
  кратному сокращению числа и длительности ремонтных работ по восстановлению приемистости нагнетательных скважин;
  
• 
  осуществлению ремонтных работ в экологически чистом варианте;
  
• 
  экономии электроэнергии, затрачиваемой на ППД и т.д.;
  
• 
  восстановлению приемистости пласта изливом.
  

---

4.2 База сравнения и методика расчета экономического эффектаЗа базу сравнения приняты фактические показатели очистки сточных вод на очистных сооружениях на Куакбашской УПВСН.Годовой экономический эффект определяется по «Методике исследования условий образования примесей и оценке их влияния на эффективность утилизации нефтепромысловых сточных вод в системе ППД». РД-39-3-1023-24.Годовой экономический эффект (Э) от внедрения очистки сточных вод на очистных сооружениях рассчитывается по формуле:

Э = Э1 +Э2 +Э3+ Э + Э+Э + Э,

(4.1)

где Э1 - экономический эффект от сокращения потерь добытой нефти с закачиваемой водой в результате улучшения ее качества, тыс.руб. (для АО Татнефть):

Э1=Свнутр-Зуп)*(Н1-Н2)*Q в*10-6

(4.2)

где: С_внутр - внутренняя цена реализации нефти (без НДС и акциза), руб/т.; Зуп - условно-переменная часть себестоимости добычи нефти, руб/т.; Н₁ и Н2 - соответственно концентрация нефти в очищенных сточных водах до и после внедрения, мг/л; Qв - годовой объем очистки сточной воды после внедрения, м3/г. Э1' - экономический эффект от сокращения потерь добытой нефти с закачиваемой водой в результате улучшения ее качества, руб. (для России):

(4.3)

где: Ссмеш - смешанная цена реализации нефти с НДС и акцизом, руб/т.; Н1 и Н2 - соответственно концентрация нефти в очищенных сточных водах до и после внедрения, мг/л; Qв - годовой объем очистки сточной воды после внедрения, м3/г.-экономический эффект от сокращения числа ремонтов нагнетательных скважин в результате закачки в них сточной воды более высокого качества, руб.:

(4.4)

где: Ср - стоимость капитального ремонта нагнетательной скважины, связанного с восстановлением ее приемистости, руб.; R1 и R2 - соответственно количество ремонтов скважины до и после внедрения; n - количество нагнетательных скважин, подключенных к объекту очистки сточных вод.

---