По необходимому рабочему давлению и в зависимости от давления на приеме насоса подбирается количество секций насосной установки, что позволяет охватить процессом заводнения различные участки площадей в зависимости от приемистости.
Применение данного способа для закачки воды позволяет улучшить регулирование процессов разработки нефтяных пластов, режим работы нагнетательной скважины не зависит от других скважин, подключенных к КНС, позволяет частично автоматизировать работу нагнетательной скважины, поднять рабочее давление на устье нагнетательной скважины, осуществить индивидуальный подбор типоразмера насоса по приемистости конкретной скважины, кроме того, обеспечивается принципиальная возможность перехода на низконапорную систему поддержания пластового давления с кратным снижением капитальных вложений и эксплуатационных затрат. Данное изобретение может быть использовано также для дозировки ингибиторов, реагентов при обработке скважины, утилизации сточных вод.
Способ закачки воды в нагнетательную скважину реализуется с помощью насосной установки, представленной на рис.2.
Имея большой накопленный опыт эксплуатации погружных насосов на нагнетательных скважинах и учтя все ошибки и конструктивные особенности в 1998 году была разработана, изготовлена и внедрена на скважине №4066а принципиально новая конструкция механизированного привода для нагнетательной скважины. Конструктивной особенностью данной установки является вынос электродвигателя на поверхность, т. е. на арматуру нагнетательной скважины (см. рис.3).
Насос устанавливается в нагнетательную скважину на глубине 20 метров от устья. Для компенсации верхних перемещений выкидная труба через ниппель подвижно соединяется с подвеской НКТ. Подвеска НКТ оборудуется пакером в нижней части (выше кровли пласта). Межтрубное пространство заполняется ингибированной водой. Замер приемистости регистрируется СВУ на блоке-гребенке (БГ).
Положительные стороны:
1)Разгружается водовод от кустовой насосной станции (КНС) до скважины (давление на приеме УЭЦН 6-27 атм. , на выкиде до 210 атм. ), т. е. снижается количество порывов.
2)У насосов ЭЦН с погружным электродвигателем кабель и сам электродвигатель находятся в рабочей среде (за 2000 год 8 установок вышли из строя по причине изоляции «0»).
3)Упрощается монтаж насоса, т.к. уменьшается длина импульсной трубки (у насоса с погружным электродвигателем длина импульсной трубки 20.1 м, у насоса с верхним приводом 12.5м).
4)Широкий выбор типоразмеров серийно выпускаемых насосов (20-500 м3/сут).
5)Возможность поднять рабочее давление на устье нагнетательной скважины до 21,0 МПа.
6)Индивидуальный подбор типоразмера насоса по приемистости конкретной скважины.
7)Нет необходимости строительства шурфа.
8)Решается частичная автоматизация работы нагнетательных скважин.
9)Режим работы нагнетательной скважины не зависит от других скважин, подключенных к КНС.
10)Улучшение регулирования процессов разработки нефтяных пластов.
11)Вовлечение в работу нагнетательных и добывающих скважин на участках с низкопроницаемыми коллекторами.
12)Принципиальная возможность перехода на низконапорную систему ППД с кратным снижением капитальных вложений и эксплуатационных затрат.
13)Возможность проведения циклической закачки круглый год.
14)Экологически чистая технология.
Благодаря тому, что электродвигатель расположен на поверхности, достигнуто:
-токоведущие части установки вынесены из колонны скважины на поверхность и не подвергаются воздействию высокого давления и сточных вод;
-отсутствует кабельный ввод в арматуре;
-отсутствует протектор защиты электродвигателя в скважине;
-забор воды на прием установки происходит с поверхности, а не с затрубья, что исключает возможность работы установки на себя;
-обслуживание энергетического узла происходит без подъема оборудования на поверхность;
-расширена возможность автоматизации и индивидуального учета закачиваемого рабочего агента;
-переход на низконапорную систему поддержания пластового давления.
Установка позволяет организовывать заводнение небольших месторождений, где строительство БКНС в капитальном варианте нецелесообразно, вовлекает в разработку продуктивные слабопроницаемые пласты, удаленные на значительные расстояния от КНС.
Рис.2. Погружная насосная установка для закачки воды
Рис.3. Установка с поверхностным приводом для закачки жидкости в пласт
3.2.2 Анализ внедрения индивидуальных насосов для закачки воды в нагнетательную скважину
Таблица №7. Работа индивидуальных установок типа УЭЦН за 1994-2004 гг.
№ пп | Год | Тип установок | Закачиваемый агент | Кол-во установок | Закачено воды, м3/год | Дни работы установок | Примечание (объект) | ||||||
На 1 число года | В т.ч. внедрено | Всего | По внедренным | Всего | По внедренным | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |||
1 2 | 1994 | УЭЦН-80×1200ЭЦНМ-5-1700 | Вода пластовая-//-//- | 11 | --- | 12228-700 | --- | 305-20 | --- | 6541а125156303а | |||
1234567891011 | 1995 | ЭЦН-80-900 шурфЭЦН-125/1200ЭЦН-250-1400ЭЦН-80-900ЭЦН-80-900ЭЦН-125/950ЭЦН-80-900ЭЦН-50-1300ЭЦН-80-900 шурфУЭЦН-80×1200ЭЦНМ-5-40-1700 | Пресная водаСточная вода-//-//--//-//--//-//--//-//--//-//--//-//-Пресная водаПластовая водаПластовая вода | 11111111111 | 111111111-- | 3791220124398281203820263---- | 3791220124398281203820263---- | 53,91,679,811,2157,67,4---- | 53,91,679,811,2157,67,4---- | 6034а12530124376083124726133а63006083а6140а6541а, 125156303а | |||
1234567891011 | 1996 | ЭЦН-80-900 шурфЭЦН-125-1200ЭЦН-250-1400ЭЦН-80-900ЭЦН-80-900ЭЦН-125-950ЭЦН-80-900ЭЦН-80-900 шурфПУЭЦН-80-1200УЭЦН-80-1200ЭЦНМ-5-40-1700 | Пресная водаСточная вода-//-//--//-//--//-//--//-//--//-//-преснаясточнаяпластоваяпластовая | 11111111111 | --------9-- | 5166-54674149965334004643964254364-- | --------4364-- | 99,4-251,27,9125,6249,8102,6143,343,8-- | --------43,8-- | 6034а12530, демонтаж124376083124726133а63006140а6305а12515,6303а | |||
1234567 | 1997 | ЭЦН-50-950ЭЦН-80-950ЭЦН-125-950ЭЦН-80-950ПУЭЦН-80-1200УЭЦН-80-1200ЭЦНМ-5-40-1700 | Сточная вода-//-//--//-//--//-//--//-//-Пластовая водаПластовая вода | 1111111 | ------- | 10444311155630462185-- | ----0-- | 13,55,492,123,527,5-- | ------- | 6083124726133а63006305а125156303а | |||
123 | 1998 | ЭЦН-80-950ПУЭЦН-80-1200ЭЦНМ-5-40-1700 | Сточная водаСточная водапластовая | 111 | --- | 15636470- | --- | 130,28,75- | --- | 63006305а6303а | |||
123 | 1999 | ЭЦН-80-950ПУЭЦН-80-1200ЭЦН1-80-2000 | Сточная-//-//--//-//- | 111 | --1 | -4137388 | --388 | -32,95,3 | --5,3 | 6300, КРС, наруш. э/к. Спуск воронки6305а. Отсутствие прием. 12.07.99 ↑ ЭЦН6083 | |||
12 | 2000 | ЭЦН1-50-2000ЭЦН-80-1200 | Сточнаясточная | 11 | -1 | 32722591 | -2591 | 91,1115,4 | -115,4 | 39482 с ВП12492а-внедрен 19.09.2000 | |||
12 | 2001 | ЭЦН1-50-2000ЭЦН-80-1200 | Сточнаяпресная | 11 | -1 | 146362635 | -- | 249,5126,5 | -- | 39482 с ВП12492а | |||
1 | 2002 | ЭЦН-80-1200 | пресная | 1 | - | 5886 | - | 206,8 | - | 12492а | |||
12 | 2003 | ЭЦН1-50-2000ЭЦН-80-1200 | Сточнаяпресная | 11 | -- | 85859560 | -- | 162104 | -- | 39482 с ВП12492а-подъем ЭЦН 24.10.03 | |||
1 | 2004 | ЭЦН1-50-2000 | сточная | 1 | - | 12015 | - | 228,25 | - | 39482 с ВП |
3.2.3 Регулирование напорных характеристик насосов (штуцирование, “расшивка” водоводов по разнонапорным насосам и скважинам)
Для оптимизации разработки продуктивных пластов и поддержания пластовых давлений на эксплуатационных скважинах, необходимо чтобы отбор пластовых флюидов компенсировался закачкой жидкости в нагнетательные скважины.
Существует несколько способов поддержания характеристик разработки пластов. Классическая схема «одна скважина – один водовод» с фиксированной закачкой при разработке часто нарушается. На один водовод подключаются несколько скважин различной приемистости, давление нагнетания при этом изменяется в широких пределах.
Одним из методов выполнения режимов закачки является регулирование расхода установкой штуцеров, расшивкой водоводов. Оптимальным вариантом является подключение одной, двух скважин на один водовод, подключение нагнетательных скважин различной приемистости на насосы различной производительности.
Для разработки скважин с различной приемистостью применяется подключение скважин к насосным агрегатам высокого и низкого давлений. Это дает возможность разработки пластов при различных давлениях нагнетания. В НГДУ “Лениногорскнефть” и в частности на Западно-Лениногрской площади применяются малопроизводительные насосы высокого и низкого давлений с объемами закачки от 200 м3/сут до 1500 м3/сут, давлением нагнетания от 100 кг/см2 до 210 кг/см2.
Подключение на один водовод одной или двух скважин позволяет приборами на КНС постоянно контролировать расход воды по скважинам, давление нагнетания, что позволяет вести баланс закачиваемой воды, а значит правильно вести разработку нефтеносных горизонтов.