лекция ппд. тема 3 лекция 8,9 Технологические схемы закачки. Лекция 8 Технологические схемы закачки сточных вод (лучевая, транзитнопутевая, комбинированная). Технологии мсп и всп
 Скачать 2.58 Mb.
|
|
Тема 3. Водоснабжение систем ППД Лекция 8,9. Технологические схемы закачки сточных вод (лучевая, транзитно-путевая, комбинированная). Технологии МСП и ВСП. Индивидуальные насосные установки. ПНУ. Технологии ОРЗ система ППД обеспечивает доставку вод от источников водозабора, ОС и УПС до НС Схемы подачи сточной воды с ОС на приём насосов КНС 1.лучевая 2.транзитно-путевая 3.комбинированная • Лучевая – вода с выхода ОС подаётся на приём НА одной или нескольких КНС по автономным водоводам • Транзитно-путевая – вода с выхода ОС подаётся на приём НА двух и более КНС и отбирается по всей длине одного водовода • Комбинированная – одновременно используются лучевая и транзитно-путевая схемы Разводящие в/в –для транспортировки воды с выхода НА до НС, Р раб от 4 МПА Подводящие в/в –для транспортировки воды с выхода ОС на прием НА КНС, Р раб до 4 МПА Недостатком лучевой технологической схемы является большая протяжённость в/в из-за автономности недостатком транзитно-путевой технологической схемы является возможность простоя одной или нескольких КНС в случае порыва водовода При комбинированной технологической схемы в случае порыва на автономном водоводе возможна переброска (перераспределение) воды на КНС по транзитно-путевому водоводу В схемах заводнения системы ППД используются кустовые насосные станции (наземного и подземного исполнения) индивидуальные насосные установки (с погружным электродвигателем, с электродвигателем на устье скважины, наземного исполнения) Технологии МСП, ВСП передвижные насосные установки (ПНУ) КНС в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на кустовые насосные станции (КНС), технологическое оборудование которых монтируют в капитальных сооружениях блочные кустовые насосные станции (БКНС), оборудование которых монтируют в специальных блок- боксах на заводе изготовителе, а затем эти блоки монтируют, как правило, под одной крышей МБКНС (МКНС) – модульная блочная кустовая насосная станция, состоящая из отдельных модулей- блоков, которые могут монтироваться на территории отдельно КНС повышают давление подготовленной воды до необходимой величины для закачки по в/в ВД в НС Типовая БКНС Типовая МБКНС 1 – насосный модуль;2 – модуль управления и контроля На площадке БКНС прокладывают трубопроводы для • перекачки воды из источников, очищенных нефтепромысловых сточных вод охлаждения воды и масла системы охлаждения слива воды из системы охлаждения напорного трубопровода дренажной системы для сброса воды в амбар низконапорного и высоконапорного в/в в схеме обвязки НА Состав БКНС • насосный блок (1 – 5) блок низковольтной аппаратуры (1) блок напорной гребенки (1 – 2) блок дренажных насосов (1) блок распределительного устройства (1) резервуар сточных вод (0 – 1) Насосный блок предназначен для подачи воды под давлением в напорную линию системы ППД Состав насосного блока Насос Электродвигатель Маслоустановка НА Пост местного управления с кнопкой аварийной остановки Трубопроводы технологической воды и подпора сальников Дренажные трубопроводы Осевой вентилятор с электроприводом Запорно - регулирующая аппаратура Короба и трубы электропроводов на нагнетательной линии – обратный клапан и электроприводная задвижка На приемной линии насоса установлены сетчатый фильтр и задвижка с ручным управлением Блок низковольтной аппаратуры предназначен для размещения средств КИП и А и аварийно- предупредительной сигнализации секцию контроля и управления насосной станцией секцию контроля и управления низковольтной аппаратурой размещения электротехнического оборудования, приема и распределения электроэнергии напряжением 220/380 В обеспечивает эксплуатацию НА без постоянного присутствия обслуживающего персонала Разделен на Блок напорной гребенки обеспечивает распределение, измерение расхода и давления ТЖ в системе ППД может размещаться на открытой платформе, в холодных и обогреваемых блок-боксах и изготавливаться в различном конструктивном исполнении и комплектации в зависимости от требований закачки распределительный коллектор с запорной арматурой высоконапорные водоводы со счетчиками дренажный коллектор с запорной арматурой Состав БГ КНС в капитальных сооружениях от БКНС отличаются монтажом оборудования в здании каркасно-панельного исполнения и монтажом дополнительной кран-балки для выполнения погрузочно-разгрузочных работ Помещения КНС Машинный зал, где монтируются основные НА, технологические трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, БГ, дренажная система, система смазки насосных агрегатов, посты местного управления, короба и трубы электропроводов Операторная , где монтируется низковольтная аппаратура, аппаратура контроля и управления насосной станцией помещение высоковольтной аппаратуры напряжением до 6 кВ, щит станции управления и вспомогательное оборудование дежурного электроотопления Водораспределительные пункты (блоки) • по своему техническому оснащению идентичны блоку напорной гребенки Дополнительные элементы ВРП Оборудование для отопления Приборы КИП и А В отличие от БГ, размещаемого рядом с КНС , ВРП приближен к зоне расположения НС – при этом достигается наибольшая экономия протяженности высоконапорных в/в Даже при обычном расположении НС строительство ВРП обеспечивает снижение металлоемкости, особенно при большом числе скважин, подключенных к одной КНС Помещение ВРП оборудуется вытяжной вентиляцией для проветривания перед входом обслуживающего персонала Электрические печи обеспечивают зимой температуру в помещении не ниже 5°С. Техническая характеристика КНС определяется: 1) суммарной приемистостью НС, образующих общую производительность КНС 2) давлением нагнетания (давление, при котором НС принимают заданный объем воды, плюс потери на трение, на местное сопротивление, на преодоление разности геометрических высот) 3) количеством подключаемых НС, определяемых габаритами КНС Недостатки централизованной системы ППД к КНС подключено большое число НС, водоводы ВД имеют большую протяженность система громоздкая, материалоемкая; объекты сооружаются длительное время с большими капитальными затратами низкая мобильность и управляемость системы применяется высоковольтное электрооборудование и высоконапорные насосы большой мощности на КНС, что повышает опасность эксплуатации объектов сложно регулировать давление и объемы по объектам закачки Технологические решения МСП и ВСП позволили устранить ряд технических, технологических, экономических и экологических проблем централизованной системы ППД ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ подземных минерализованных ВОД для ППД наличие достаточной минерализации: коэффициент вытеснения нефти минерализованной водой на 3,0...10,0 % >, чем при использовании пресной воды отсутствие механических примесей , малое содержание соединений железа (не требуют дополнительной подготовки) упрощение схем внешнего водоснабжения и закачки воды в нефтяные пласты (сокращение времени развития мощностей заводнения, быстрое достижение необходимых объемов закачки воды) низкая концентрация углекислоты в растворенном газе подземных вод и отсутствие кислорода и сероводорода химическая совместимость с пластовыми водами предупреждает образование неорганических солей и их отложение в пласте, стволах обводненных ДС и наземных коммуникация системы сбора и подготовки нефти экономия пресной воды рек, озер и грунтовых горизонтов Расположение подземных вод в разрезе месторождения 1 – верхние, 2 – нижние (наиболее водообильные) 3 – промежуточные, 4 - законтурные, контурные и подошвенные I, II - МСП, III, IV - ВСП Схемы отбора и закачки подземных вод в нефтеносные пласты I – подъем подземных вод на поверхность и закачка в НС с созданием напора воды на КНС II – подъем подземных вод на поверхность и закачка в НС с созданием напора воды в водозаборной скважине или шурфе с помощью высоконапорного насоса (подземная КНС) III – естественный внутрискважинный перепуск воды из водоносного горизонта в нефтеносный пласт IV – принудительный внутрискважинный перепуск воды из водоносного горизонта в нефтеносный пласт с помощью погружного высоконапорного насоса На территории Татарстана установлено 9 гидрогеологических комплексов Выделено 3 гидрохимические зоны, содержащие хлоридные (водоносные комплексы архейско-протерозойских, рифейско-вендских, девонских и каменноугольных отложений), сульфатные (зона от намюрских до уфимских отложений) и гидрокарбонатные (начиная от отложений верхней Перми и выше) воды • Схема МСП «прямая закачка» • Во избежание замерзания в/в при кратковременных остановках скважин, обвязка рекомендуется в подземном исполнении с утеплением устья • схема используется в случаях расположения водоносного горизонта на всей площади месторождения • Применяется на мелких месторождениях Урало- Поволжья и Западной Сибири Схема закачки с использованием КНС • ВЗС бурят в наиболее удобных и экономически выгодных участках • Вода из скважин после специальной обработки и очистки подается на КНС, перекачивающую её по разводящим в/в до НС • Работа ВЗС попеременная (м. б. несколько ВЗС в работе, а одна в резерве) • Такие схемы, используются когда вблизи месторождения имеется достаточно водообильный участок подземных вод Схема МСП с использованием шурфа • Вода из ВЗС (с Р=0,5÷1,0 Мпа) поступает на прием ЭЦН, размещенного в обсаженном колонной шурфе, который по в/в ВД производит закачку в 1 или 2 НС • Используется для заводнения низкопродуктивных и слабопроницаемых коллекторов Схемы МСП с использованием шурфового насоса для групповой закачки в НС С использованием шурфового насоса БНЭЦПК С использованием шурфовой насосной установки С использованием шурфового насоса с погружным двигателем погружная часть установок крепится на фланце ОК, спущенной в шурф Установка УЭЦНАКШ - для работы в открытом шурфе Подвод жидкости осуществляется через трубопровод непосредственно в насос предпочтительны при водообилии подземных источников и удалении месторождения от существующих водозаборов (м. Западной Сибири) Схема с совмещением подземной КНС и НС • Вода из водоносного пласта поступает в ЭЦН, из которого по колонне труб на поверхность через отстойник и замерно-распределительный узел часть воды поступает по в/в через кольцевое межтрубное пространство, обводные каналы у насоса и колонну труб ниже насоса в нефтяной пласт • Остальная вода подается по в/в НС • Данный способ закачки позволяет сократить количество НС (м. Западной Сибири) Схема закачки с совмещением ВЗС с НС • Насос спускается с посадочным конусом на колонне НКТ и устанавливается в посадочное седло • Вода подается из ВП в вышерасположенный НП этой же скважины и других скважин • Объем закачки воды в НП регулируется штуцером (в посадочном конусе) • Объем закачки воды в другие НС регулируется штуцерами (в трубопроводах) Схема закачки с совмещением ВЗС и НС с ёмкостью • отбор воды из вышерасположенного ВП и закачка ее в нижерасположенный НП той же скважины через накопительную емкость • Возможно осуществление прямой индивидуальной закачки, а также закачки и в другие НС • Улучшается эффективность закачки за счет изменения режима подачи жидкости насосом и возможности проведения реагентной закачки Схема МСП с индивидуальной установкой ЭЦНАВ Конструктивно насосная часть установки УЭЦНАВ выполнена по «перевернутой схеме» относительно установок УЭЦН. Поток жидкости направляется сверху вниз, обеспечивая закачку воды в пласт. Отличительная особенность установки в сравнении с УЭЦНАВ - расположение эл.двигателя в наземном варианте, а насоса - в НС В качестве дожимного насоса, наряду с центробежными, применяются винтовые насосы, работающие при низких давлениях (0,03÷0,05 МПа) на приеме насоса Схема закачки с использованием привода СШН с цепной передачей Применение приводов с цепной передачей по сравнению с ЭЦН позволяет снизить потребление электроэнергии НГДУ «АН» ВЗС 20566 применение ПЦ 80-6-1/4 вместо ЭЦНМ5-50-1550 привело к ↓ суточного энергопотребления с 840 до 168 кВт∙ч Преимущества системы ВСП отбор подземной воды из ВП и ее закачка в продуктивный пласт осуществляется непосредственно в скважине, вследствие чего вода не контактирует с воздухом и не насыщается кислородом Отпадает необходимость в строительстве ВЗС и водоводов Это приводит к снижению капитальных вложений и металлоемкости системы Отбор подземных вод и закачка их в нефтяные залежи осуществляется по схемам ВСП-ППД естественный внутрискважинный перепуск воды из водоносного горизонта в нефтяной пласт принудительный внутрискважинный перепуск воды из водоносного горизонта в нефтяной пласт с помощью погружного высоконапорного насоса принудительный внутрискважинный перепуск воды из водоносного горизонта в нефтяной пласт с помощью гидропривода Схема естественного внутрискважинного перепуска воды • В скважине, перепускающей воду, одновременно происходит отбор и закачка воды без подъема на поверхность • ОК скважины перфорируют напротив НП и ВП, спускают НКТ с диафрагмой (штуцером) и перфорированным против ВП ниппелем; устанавливают пакер для разобщения пластов • Перепуск воды из ВП в НП осуществляется за счет перепада Р пл между ВП и НП • Применяется редко (м. Башкирии, Ливии, Саудовской Аравии) Схема ВСП с приводом насоса от СК или ЦП Схема ВСП «снизу вверх» с силовым насосом с гидроприводом С насосом в шурфе С насосом на поверхности Закачанный в скважину столб силовой жидкости (нефти) при работе силового насоса в скважину, возвращается под давлением выталкивающей силы энергии пласта в исходное положение при переключении переключающих устройств, насос работает в режиме циклической закачки с частотой f, работа установки ограничена частотой включения электродвигателя насоса, зависящей от диаметра ОК и НКТ, приемистости продуктивного пласта Схема ВСП «снизу вверх» с силовым насосом с гидроприводом на 2 скважины С насосом в шурфе С насосом на поверхности Закачанный в скважину столб силовой жидкости (нефти) при работе силового насоса в правую скважину, возвращается под давлением выталкивающей силы энергии пласта в исходное положение при переключении переключающих устройств 11, 12 на работу насоса в левую скважину. Затем процесс повторяется. Таким образом, при постоянно работающем насосе совершается возвратно-поступательное движение столбов силовой жидкости в двух скважинах, которые выталкивают под давлением Р воду порциями q Система ВСП- ППД позволяет уменьшить энергозатраты за счет сокращения пути транспортирования воды, улучшить экологическую обстановку на промыслах исключить расходы, связанные с подготовкой закачиваемой воды сократить расходы, связанные с ремонтом и эксплуатацией в/в низкого и высокого давления и КНС повысить долговечность ОК и ЭК и МРП НА для установок с гидроприводом снизить расход труб используется серийное оборудование, материалы, аппаратура, КИПиА, выпускаемые отечественной промышленностью Схема индивидуальной закачки с использованием шурфа • вблизи НС бурится и обсаживается шурф глубиной от 30 до 80 м, в который устанавливается ЭЦН, к приему которого через в/в НД подается закачиваемая среда, а выкид ЭЦН соединяется с НС. Производительность ЭЦН выбирается по приемистости НС Схема закачки с перекрытием ствола обводнившейся нефтяной скважины цементным стаканом • в качестве шурфа используется обводнившаяся нефтяная скважина, находящаяся вблизи НС, ствол скважины на глубине от 40 до 100 м перекрывается цементным стаканом, а к приему спущенного в скважину ЭЦН через затрубное пространство подается закачиваемый агент Схема закачки с использованием обводнившейся добывающей скважины • В ВЗС спускают ЭЦН, с производительностью и напором в соответствии с характеристикой НС Обеспечение закачки в малоприемистую скважину АКТУАЛЬНОСТЬ ОРЗ Адресное воздействие на пласты с различающимися ФЕС - главная задача процесса нефтедобычи Доля залежей нефти с ТИЗ в структуре остаточных запасов значительна пониженная проницаемость, высокий уровень неоднородности При выделении объектов ОРЗ руководствуются • типом коллектора, его физической характеристикой • Различием в составах и свойствах насыщающих флюидов • Режимом работы залежей, размерами, запасами • взаиморасположением пластов по разрезу Совместная закачка вытесняющего агента в пласты с различающимися ФЕС снижает эффективность их выработки Низкопроницаемые пласты перестают принимать жидкость при реализуемой в скважине репрессии , из-за чего весь закачиваемый объем жидкости начинает поступать в более проницаемые пропластки, создавая избыточный уровень заводнения Это приводит к тому, что пластовые давления в низкопроницаемых пластах и темпы выработки этих запасов остаются низкими 1 Схема одновременной закачки по многопластовым объектам Снижение Рпл Нагнетательная скважина Добывающая скважина Эффективность закачки снижается с ростом числа перфорированных пластов в разрезе * пластов малой толщины и продуктивности * основных эксплуатационных объектов Проблемой также остается взаимовлияние пластов в ПЗС при малых толщинах непроницаемых разделов между ними Повышенные давления в пластах с ↑ ФЕС , создаваемые поступлением почти всего объема закачиваемой жидкости в эти интервалы, приводят к деформации (сжатию) малопроницаемых пластов , в которых Р пл остаются низкими, ухудшая и без того их низкую приемистость Применение для разобщения пластов при ОРЗ существующих пакеров было неэффективным из-за быстрой потери герметичности (через 30÷40 суток) Шлипсовые пакеры Пакеры с опорой на забой Внедрение ОРЗ сдерживалось отсутствием пакеров оборудования для ОРЗ ОРЗ на месторождениях РТ применяли с 1958-1960гг. Объемы закачиваемой воды регулировали ограничением закачки в высокопроницаемые пласты Темпы разработки этих пластов снижались H m k Q зап. Н. Под давлением, обеспечивающим заданный уровень закачки в соответствии с их характеристикой При ОРЗ в каждый из разобщенных пластов вода подается по своему каналу ОРЗ применяется В скважинах, имеющих значительные отличия коллекторских свойств пластов В скважинах с большим расстоянием по глубине между объектами Для присоединения к уже эксплуатируемому горизонту другого горизонта с отличающимися коллекторскими свойствами, закачка в который отдельными скважинами нерентабельна Применение ОРЗ позволяет Повысить рентабельность отдельных скважин • за счет подключения других объектов разработки или разных по свойствам пластов одного объекта Сократить объемы бурения •за счет использования ствола одной скважины 3 Схема одновременно-раздельной закачки по двум пластам Нагнетательная скважина Добывающая скважина Схемы ОРЗ с параллельными рядами труб Схемы ОРЗ с концентричными трубами Схемы ОРЭ и З |