Поддержание пластового давления на примере Западно-Лениногорской площади Ромашкинского месторождения (стр. 10 из 13)
Рис.4 Схема оптимального подключения скважин при расшивке водоводов
Рис.5. Схема подключения скважин с различной приемистостью
Штуцера предназначены для регулирования давления нагнетания, объемов закачиваемой в пласт воды, с помощью изменения площади проходного сечения трубопровода. Применение штуцеров является одним из эффективных методов выравнивания пластовых давлений, равномерного распределения давлений по нагнетательным скважинам и зависит от отбора пластовой жидкости из окружающих добывающих скважин.
3.2.4 Реализация каскадной технологии подготовки воды
Продуктивные пласты горизонтов Д1До Ромашкинского 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.
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 закачанной 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.
Расчетные значения размеров поровых каналов и частиц, рекомендуемое качество сточной воды для закачки в пласты с низкой, средней и высокой проницаемостью для некоторых пластов НГДУ «Лениногорскнефть» приведены в таблицах №9, №10
Таблица №10
| № | Качество | Допустимый | ПДК в воде, мг/л | ||
| п/п | Пласты | сточной | размер частиц, | ТВЧ | нефти |
| воды | мкм | ||||
| 1. | Низкой проницаемостью | высшее | 2,2 | 7 | 25 |
| (0,044-0, 124 дарси) | |||||
| 2. | Средней проницаемо- | среднее | 2,8 | 15 | 25 |
| стью (0,1 4-0.25 дарси) | |||||
| 3. | Высокой цроницаемо- | базовое | 5,6 | 25 | 25 |
| стью (0,25 и выше) | |||||
Известно, что в пористой среде практически не задерживаются взвешенные частицы примесей, размер которых в 4-5 раз меньше, чем диаметр порового канала.
Объемы сточной воды высшего, среднего и базового качества для закачки в пласты с низкой, средней и высокой проницаемостью, например, по ЛБКНС, КНС-18, КНС-38а и КНС-39 НГДУ «Лениногорскнефть» приведены в таблице №11
Из таблицы 6.9 следует, что по четырем КНС для закачки в пласты требуется порядка 1370 тыс.м3/год сточной воды, в т.ч. 425 тыс.м3 - высшего, 355,5 тыс.м3 - среднего и 590,1 тыс.м3 - базового качества.
Таблица №11
| Качество сточной воды | Расчетная потребность воды разного качества (тыс. м3/год) по | |||||
| № п/п | ЛБКНС | КНС-18 | КНС-38а | КНС-39 | четырем КНС | |
| 1.2.3. | Высшее Среднее Базовое | 59,5 (19,1%)135,0 (43,1%)118,6 (37,9%) | 117,7 (29,1%)66,2 (16,4%)220.5 (54,5%) | 146,0 (28,7%)143,8 (28,1%)219,5 (43.1%) | 101,8 (70,8%)10,5 (7,3%)31,5 (21,9%) | 425,0 (31,0%)355,5 (25,9%)590,1 (43.1%) |
Закачка воды в соответствии с коллекторе к ими 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 (см. рис. 6.3) 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 рис. 7, 8.
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.
Рис.6. Принципиальная схема каскадной технологии очистки закачиваемых вод
1- головные очистные сооружения I 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 я четвертой ступеней очистки.
Рис. 7. Технологическая схема каскадной очистки сточной воды на ЛБКНС