Тулеш. Месторождение Каламкас введено в опытнопромышленную разработку в 1979 г

• Название: Месторождение Каламкас введено в опытнопромышленную разработку в 1979 г
• Дата: 01.06.2022
• Размер: 0.69 Mb.
• Имя файла: Тулеш.docx
• Тип: Протокол; #561276
• страница: 6 из 7

2.5 Защита от коррозии водопроводов системы ППД и подземного оборудования нагнетательных скважин

В системе ППД используется в качестве нагнетательной жидкости сточная вода, вода альбских горизонтов, волжская вода и их смеси.

Промысловая практика утилизации сточной воды показала, что ее коррозионная активность, по отношению к металлу составляет 0,3 мм/год. На процесс коррозии оказывает: высокая минерализация (96-100 г/л), содержание растворенных компонентов кислорода (0,7 мг/л), сероводорода (0,18 мг/л) и наличие механических примесей.

Защита от коррозии водоводов сточной воды в настоящее время осуществляют постоянной дозировкой зарубежного реагента Норуст рА-23/Д из расчета 50-100 г/м³. Обработанная ингибитором вода теряет свою коррозионную активность до 0,1 мм/год.

Снижение степени агрессивности воздействия сточной воды достигается также предотвращением попадания в нее агрессивных компонентов (кислорода, углекислого газа, сероводорода, сульфатовосстанавливающих бактерий), либо удалением их в процессе подготовки.

Для предупреждения попадания кислорода в сточную воду следует:

-исключить возможность контакта сточной воды с воздухом;

-предусмотреть удаление кислорода из пресных вод, поступающих на обессоливание.

При проектировании строительства трубопроводов утилизации сточной воды диаметром более 200 мм нужно предусмотреть камеры и запуска скребков (разделителей) и емкости для сбора шлама с целью периодической очистки полости труб механическим способом.

Практика эксплуатации нефтяных промыслов показывает, значительное количество аварий подземного оборудования происходит по причине коррозии. Средняя скорость коррозии обсадных труб нагнетательных скважин при наличии двухсторонней коррозии, вырастает до 1,6 мм/год и обусловлено тем, что многие скважины не обеспечены подъемом цементного раствора за эксплутационной колонной. В связи с этим нужно в самом начале строительства скважин осуществлять высоту подъема цементного раствора до устья.

Одним из основных элементов защиты обсадных колонн от внутренней коррозии является использование герметичных насосно-компрессорных труб (НКТ) с защитным покрытием и установкой пакера.

Многократно спуско-подъемные операции приводят к износу резьбовых соединений и для их герметизации требуются специальные уплотнительные составы-герметики.

Рекомендуется в нагнетательных скважинах использовать НКТ с внутренним двухслойным эмалевым покрытием, технология нанесения производится в цехе эмалирования. Герметизацию резьбовых соединений НКТ рекомендуется производить с помощью герметика на основе наполненных полимеров с отвердителями или обработанных специальными ПАВ.

Внутреннею коррозию обсадных труб нагнетательных скважин рекомендуется предотвращать с помощью заполнения межтрубного пространства скважин коррозионным составом по разработанной технологии «КазНИПИнефть».

Защита обсадной колонны в призабойной зоне скважин (в интервале перфорации) может быть осуществлена спуском труб из коррозионно стойких материалов или защитными покрытиями, либо спуском цементировочных хвостовиков, или с помощью сменных прожекторов из активных металлов – магния или цинка. Смену прожекторов производят один раз в 1-2 года во время подъема НКТ или проведения ремонта скважин.

Защиту обсадных колонн нагнетательных скважин от внутренней коррозии и высокого давления рекомендуется осуществлять в соответствии с инструкцией по защите обсадных колонн нагнетательных скважин от внутренней коррозии.

В настоящее время осуществляются работы по выбору ингибиторов коррозии для системы ППД (сточной воды). Предполагается ввод ингибитора коррозии в систему ППД при постоянном дозировании. Выбор и оптимизация параметров ингибитора осуществляются в лабораторных условиях и в период опытно-промышленных испытаний. Для приготовления и дозировки ингибиторов коррозии используются как стационарные, так и передвижные установки, дозировочные насосы типа НД. Для обеспечения бесперебойной работы установок рекомендуется на их приемных линиях предусмотреть установку фильтров, линии подачи ингибиторов утеплить.

Повышению эффективности ингибиторной защиты водоводов способствует периодическая очистка полости труб механическими скребками.

Нагнетательные скважины и напорная сеть водоводов подвергаются коррозии вследствие агрессивности нагнетательного агента – технологических вод. Подготовка воды на БКНС ограничивает содержание механических примесей, железа, кислорода; обработка технологических вод бактерицидами – ингибиторами коррозии (при показаниях микробиологического и коррозионного контроля) позволяет повысить уровень надежности эксплуатации системы ППД.

Для скважин нагнетательного фонда с начала осуществления заводнения наряду с общими технологическими мерами защиты необходимо применение специальных методов. Применение ингибирования предпочтительно начинать на первоначальном этапе заводнения. Выбор класса ингибиторов коррозии должен производиться с учетом агрессивности транспортируемой продукции, совместимости с технологическими процессами подготовки нефти, газа и воды, при осуществлении которых применяются химические реагенты различного класса, оптимальность дозировки - определяться из опытно-промысловых исследований.

Согласно предложенному варианту максимальный объём закачки воды для ППД приходится на 2018-2021 годы и составляет 1155тыс.м³. Исходя из максимальной суточной потребности в закачиваемой воде в размере 3850 м³/сут, понадобится 12 нагнетательных скважин. Также для рассчитанной компенсации отбора закачкой необходимо предусмотреть объемы технической воды, а соответственно и количество водозаборных скважин.

Мощности сооружений системы ППД должны быть рассчитаны в соответствии с приведёнными уровнями закачки и с учётом надёжной работы в соответствующем климатическом поясе

2.6 Реализация каскадной технологии очистки воды
Продуктивные пласты горизонтов месторождения характеризуются высокой макро- и микронеоднородностью, которые не обнаруживаются при исследованиях комплексом стандартного каротажа, но оказывают существенное влияние на процессы вытеснения нефти путем закачки различных типов вод (пластовые, сточные, пресные).

На основе новых петрофизических исследований малопродуктивных пластов, выполненных в ТатНИПИнефти, НТЦ «ЭКОТЕХ», а также компаниями «Серк-Бейкер» и «Тоталь», определены новые явления, не учитываемые прежде.

Пористая среда характеризуется двумя параметрами: размерами и распределением по размерам пор, а также соединяющих их поровых каналов. Для пластов 2 класса I и 2 группы 50-60% пор и поровых каналов по ртутной порометрии имеют размеры соответственно 25-75 и 6-12 микрон. Этот фактор налагает новые требования при оценке допустимого содержания твердых взвешенных частиц в закачиваемой воде: необходима регламентация не только общего их содержания, но и размеров.

Кроме того, в составе пористой среды имеются мелкие частицы, которые, отрываясь от зерен пласта, осуществляют миграцию по порам и поровым каналам. Количество и размеры этих частиц определяются как коллекторскими свойствами пласта, так и интенсивностью воздействия на пласт при закачке вытесняющего агента. Причем движение мигрирующих частиц имеет место как при прямой, так и при обратной фильтрации, а их количество достигает до 25-30 тыс. частиц на миллилитр.

Экспериментально установлено, что при любой системе очистки фильтрация закачиваемой воды через пористую среду сопровождается снижением ее проницаемости, причем, если при закачке ультрафильтрованной воды (размеры частиц 0,2 микрона) темпы снижения проницаемости составляют порядка 0,15% на один поровый объем, то при закачке неочищенной речной воды это снижение достигает 2,2%. После прокачки около 130 и 36 поровых объемов, темп падения проницаемости уменьшается, соответственно, до 0,02 и 0,17%.

При обратной фильтрации воды через образцы кернов имеет место восстановление проницаемости в интервале от 0,261 до 1,061 исходного значения (для различных типов пород). Средние величины по 20 образцам при фильтрации ультрафильтрованной воды составили: уменьшение при прямой прокачке 0,576 и восстановление при обратной прокачке 0,745 от исходной величины. В некоторых случаях проницаемость не восстанавливается вообще

Закачка воды в соответствии с коллекторскими свойствами пластов и пропластков, вскрытых как индивидуальным, так и общим забоем при минимальной кольматации пор фильтрующих пород обеспечивает:

• 
  - увеличение текущей добычи нефти;
  
• 
  - извлечение из недр нефти, не поддающейся вытеснению традиционными средствами;
  
• 
  - 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;
  
• 
  -значительную экономию электроэнергии, затрачиваемую на поддержание пластовою давления.
  

Решению о качестве, количестве и технологии закачки воды предшествуют детальный геологический и петрографический 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 месторождения. Набор оборудования, применяемого при этом, определяется коллекторскими свойствами скважин, их количеством и размещением по площади. Реальное размещение скважин с различными характеристиками пластов и компоновка оборудования по одной из площадей представлены на слайде.

Каскадная технология очистки закачиваемых вод предусматривает выполнение этих операций в несколько ступеней, осуществляемых на действующих очистных сооружениях до базового уровня с последующей дифференцированной доочисткой на КНС и отдельных скважинах. В ряде случаев предусматривается путевой отбор воды нужного качества в режиме «пиявки» с закачкой наиболее грязной воды в скважины с соответствующими коллекторскими свойствами.

Проблема утилизации нефтешлама в этом случае не возникает.

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;
  
• 
  - 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 ?P;
  
• 
  - 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 ТВЧ.
  

2.7 Проектирование закачки воды при ППД
Проектирование процесса закачки воды сводится к определению давления на устье нагнетательной скважины, давления на забое и необходимого количества воды. Кроме того, рассчитывается число нагнетательных скважин(n) для заводнения пласта.

По опытным данным давление на устье нагнетательной скважины( Р_{у н}) составляет примерно 0,75 от гидростатического давления столба воды.

Давление на забое нагнетательной скважины определяется по формуле:
, (1)
где второе слагаемое - гидростатического давления столба воды;

L_c- глубина скважины, м;

ρ_в- плотность закачиваемой воды, кг/м³;

Р_тр - потери давления на трение ( можно принять равными 3 МПа)

Необходимое количество закачиваемой воды(V_в) принимается равным сумме объемов добываемой из залежи продукции плюс 20% на потери.
V_в=1,2(V_{н пл}+ V_{г св пл}+ V_{в пл}), (2)
где V_{н пл}- объем добываемой из залежи нефти, приведенной к пластовым условиям,м³/сут;

V_{г св пл} - объем свободного газа в пласте при пластовых давлении и температуре, который добывается вместе с нефтью за сутки, м³/сут;

V_{в пл} - объем добываемой из залежи воды, м³/сут

Объем нефти в пластовых условиях

V_{н пл}=10³ (3)

Объем свободного газа
V_{г св пл}= (4)

Объем воды

V_{в пл}= (5)

где Q_нд и Q_в - соответственно количество дегазированной нефти и воды, добываемой из залежи за сутки, т/сут;

b_{н пл} и b_{в пл} - соответственно объемные коэффициенты нефти и воды в пластовых условиях;

G₀ -газовый фактор м³/м³;

а - средний коэффициент растворимости газа в нефти, 1/МПа;

и - пластовые температура и давление;

Объем закачки воды в одну нагнетательную скважину
q_вн=К_прм(Р_{заб н}- Р_пл), (6)
где К_прм - коэффициент приемистости нагнетательных скважин м³/сут МПа;

Количество нагнетательных скважин

n= V_в/ q_вн (7)

Пример1

Рассчитать основные показатели закачки воды, если дано:

Q_нд =12000 т/сут, количество добываемой из залежи нефти;

Q_в=5800 т/сут, количество добываемой из залежи воды;

G₀ =60 м³/м³-газовый фактор;

= 8.7МПа меньше давления насыщения;

а =5 1/МПа,средний коэффициент растворимости газа в нефти;

Т_пл=304К - пластовая температура;

b_{н пл} =1,15 -объемный коэффициент нефти;

b_{в пл}=1,01 - объемный коэффициент воды;

ρ_нд=855 кг/м³ -плотность дегазированной нефти;

ρ_в=1050 кг/м³ - плотность закачиваемой воды;

L_c=1250м - глубина скважины;

z=0.9 - коэффициент сверхсжимаемости газа;

К_прм =50 м³/сут МПа - коэффициент приемистости нагнетательных скважин;
Решение.

1. 
   Находим гидростатического давления столба воды
   

Р_ст=1050*9,81*1250*10^-6=12,875МПа

2. 
   Определяем давление нагнетания на устье
   

Р_{у н}= 0,75*12,875=9,657МПа

3. 
   Забойное давление нагнетания составит по (17.1):
   

Р_заб.н=12,875+9,657-3=19,532 МПа

4. 
   Объем нефти, добываемой за сутки из залежи, приведенный к пластовым условиям находим по (17.3)
   

V_{н пл}=

5. 
   Объем воды, добываемой за сутки из залежи, приведенный к пластовым условиям находим по (17.5)
   

V_{в пл}=

6. 
   Объем свободного газа при пластовых условиях, который добывается вместе с нефтью за сутки, находим по (17.4)
   

V_{г св пл}=

7. 
   Необходимое количество закачиваемой воды находим по (17.2)
   

V_в=

8. 
   Объем закачки воды в одну нагнетательную скважину находим по (17.6)
   

q_вн=50(19,532-8,7)=491,6м³/сут

9. 
   Количество нагнетательных скважин находим по (17.7)
   

n=29492:491,6=60

Таким образом, для заводнения данной залежи потребуется 60 нагнетательных скважин, через которые будет закачиваться 29492 кубометра воды в сутки с давлением закачки 9,657 МПа.

3 Охрана труда и экологическая безопасность

3.1 Охрана труда
В процессе поддержания пластового давления рабочий агент нагнетают в пласт под высоким давлением (до 15 МПА) и при высокой температуре (70-80 °С). Поэтому основное внимание с точки зрения техники безопасности обратим на прочность, герметичность и теплоизоляцию насосных и технологических установок, водоводов, контрольно-измерительных приборов и другого применяемого при заводнении оборудования. К сооружениям системы поддержания пластового давления относят водозаборы, бассейны для сбора воды, очистные сооружения, кустовые насосные станции, водопроводные линии и т. д. Опасные и трудоемкие моменты во время обслуживания перечисленных сооружений связаны с работой на высоте при очистке и промывке фильтров и загрузке коагулянтов в затворный бак.

На всех объектах - кустовых насосных станциях (БКНС), печах подогрева воды (ПТБ - 10/160), нагнетательных скважинах, трубопроводах, колодцах и других коммуникациях -независимо от их состояния или назначения запрещается производить какие-либо работы

• 
  обнаружении запаха газа на рабочем месте;
  
• 
  - шуме и вибрации;
  
• 
  - отсутствии освещения;
  
• 
  - замазученности территории или рабочего места;
  
• 
  - электроопасности;
  
• 
  - взрывоопасности;
  
• 
  - отсутствии или неисправности необходимых защитных средств;
  
• 
  - неблагоприятных метеорологических условиях.
  

Рабочее помещение БКНС оборудуем приточно-вытяжной вентиляцией с механическим возбуждением 7. Для легковоспламеняющихся веществ и материалов установим емкости и контейнера вне помещения БКНС на расстоянии, предусмотренном СН 433-79.

Все движущиеся и вращающиеся части механизмов двигателей, трансмиссий и насосов имеют надежные, прочные, съемные металлические ограждения. Выступающие детали вращающихся частей (шпонки валов, болты муфтовых соединений и т.д.) закрывают кожухами по всей окружности вращения. Ремонт и осмотр огражденных частей механизма и снятие ограждений допускается только после полной остановки механизма. Пусковые автоматы агрегатов располагаем на безопасном расстоянии от напорных патрубков. Фланцевые соединения всех трубопроводов, находящихся под давлением, ограждаем металлическим кожухом. Для предотвращения самозапусков агрегатов при отключении электроэнергии используют масляные выключатели. Чтобы не допустить перепуск воды из нагнетательных скважин через монифольды кустовых насосных станций, на выходе насосов устанавливают обратные клапана. Электрооборудование имеет заземление.

Освещение выполнено во взрывоопасном исполнении. Электрораспределительные щиты имеют металлическое сетчатое ограждение.

Рабочее оборудование и щиты КИП и А расположены в отдельных помещениях. На БКНС имеется пожарный щит, ящик с сухим песком, пожарный водяной вентиль.

Перед оборудованием устья арматуру испытывают на герметичность, при давлении, предусмотренном в паспорте, а после ее установки спрессовывают при давлении не превышающим допустимое. При обвязке нагнетательных скважин на фланцах водоводов, не имеющих уплотнительных колец, устанавливают защитные кожухи.

Перед демонтажем оборудования устья необходимо отключить напорный водовод и вывесить предупреждающий знак: "Не открывать".

При замене задвижек, заглушек, прокладок или уплотнительных колец не разрешается стоять перед разъемной частью фланцевого соединения. Открывать и закрывать задвижки следует с помощью штурвального ключа.

Санитарная характеристика данного предприятия в соответствии со СНиП 2.09.04.87 относится к категории Г.

Производственные помещения обеспечиваются центральным отоплением, принудительной вентиляцией с постоянным подпором свежего воздуха для предотвращения возможности попадания в них вредных газов и сигнализаторами опасной концентрации вредных веществ в соответствии со СНиП 2.04.09.84.

Для групп рабочих, работающих на открытых площадках, предусматриваются санитарно-бытовые помещения, расположенные в административных зданиях каждого участка промысла в соответствии с РД-39-22-358-80 и СНППО-96. В их состав входят душевые, умывальники, гардеробы для чистой и спецодежды.

Во время приготовления химикатов и при работе с ними необходимо надеть очки и противопылевые респираторы.

На территории цеха поддержания пластового давления имеется различное оборудование, и располагаются различные технологические процессы, находящиеся на значительной площади и требующие различной освещенности. Поэтому в цехе поддержания пластового давления применяют прожекторное освещение территории и местное освещение отдельных рабочих мест и помещений. Кроме того, при прожекторном освещении освещаемая территория значительно меньше загромождается опорами и воздушной проводкой. Во многих случаях размещения технологического оборудования или условия выполнения работ не позволяет устанавливать на освещаемой территории опоры со светильниками и прожекторное освещение является единственно возможной системой освещения. Недостатком является возможность освещения работающих, на освещаемой территории создаются более резкие тени, мешающие рассматривать предметы. Однако они значительно снижаются при правильном выборе мест для их установки, угла их наклона и при правильном выборе высоты установки. При проектировании прожекторного освещения необходимо по углам площадки установить две прожекторные мачты М₁и М₂ высотой 10 м. И требуется создать по возможности равномерную освещенность не менее 5 лк., так как цех поддержания пластового давления работает круглосуточно и с большой загруженностью. При расчете выбираем для рассматриваемого проектного случая угол наклона прожекторов = 12º, а значительно худшее при = 15º , тип прожектора ПЗС-35 взрывозащищенные.

Учитывая высокую комплексную опасность производства, и в целях предупреждения несчастных случаев, предлагается ряд типовых мероприятий по технике безопасности.

Основными на это счет решениями являются:

– герметизированная система сбора и подготовки нефти, газа и воды с технологическим режимом по ВНТПЗ-85;

– обеспечение герметичности и прочности технологических установок, арматуры и коммуникаций с учетом розы ветров, карт рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;

– аппаратура, работающая под давлением, оборудуется предохранительными клапанами, манометрами, указателями уровня, регулятора давления в соответствии с „Правилами устройства и безопасности обслуживания сосудов, работающих под давлением”;

– предусматриваются факельные и дренажные системы;

– подвижные части оборудования выполняются в закрытом исполнении, имеются ограждающие устройства;

– для подготовки аппаратов к ремонту предусматривается система пропарки;

– для ремонта и обслуживания оборудования предусматриваются соответствующие грузоподъемные механизмы, установка которых должна соответствовать „Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов”;

– на непрерывных операциях предусматриваются резервные единицы оборудования;

– технологический процесс добычи, подготовки нефти, газа и воды, а также вспомогательные процессы (производство электроэнергии, сжижение газа, выработка тепла) предлагается полностью компьютеризировать и управлять ими со щитов операторов.

На всех объектах системы ППД независимо от их состояния или назначения запрещается производить какие-либо работы при:

– обнаружении запаха газа на рабочем месте;

– шуме и вибрации;

–отсутствии освещения;

– замазученности территории или рабочего места;

–опасности поражения электрическим током;

– взрывоопасности;

– отсутствии или неисправности необходимых защитных средств;

– неблагоприятных метеорологических условиях.

Все движущиеся и вращающиеся части механизмов, двигателей, трансмиссий и насосов имеют надежные, прочные, съемные металлические ограждения. Выступающие детали вращающих частей (шпонки валов, болты муфтовых соединений и так далее) закрываются кожухами по всей окружности вращения. Ремонт и осмотр огражденных частей механизмов, и снятие ограждений допускается только после полной остановки механизма.

Пусковые автоматы агрегатов располагаются на безопасном расстоянии от напорных патрубков. Фланцевые соединения всех трубопроводов, находящихся под давлением ограждаются металлическим кожухом. Для предотвращения самозапуска агрегатов при отключении электроэнергии используют масляные выключатели. Чтобы не допустить перепуск воды из нагнетательных скважин через манифольды кустовых насосных станций, на выходе насосов устанавливают обратные клапана. Электрораспределительные щиты имеют металлическое, сетчатое ограждение.

Рабочее оборудование и щиты контрольно-измерительных приборов и автоматизации расположены в отдельных помещениях. На БКНС имеется пожарный щит, ящик с сухим песком, пожарный водяной вентиль.

Перед оборудованием устья арматуру испытывают на герметичность, а после ее установки опрессовывают при давлении, предусмотренном в паспорте. При обвязке нагнетательных скважин на фланцах водоводов, не имеющих уплотнительных колец, устанавливают защитные кожухи. Перед демонтажем оборудования устья необходимо отключить напорный водовод и вывесить предупреждающий знак: „Не открывать”.

При замене задвижек, заглушек, прокладок или уплотнительных колец не разрешается стоять перед разъемной частью фланцевого соединения. Открывать и закрывать задвижки следует с помощью штурвального ключа.