СИСТЕМА ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК E21B43/20 

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к системе закачки воды в пласт с целью вытеснения нефти и поддержания пластового давления.

Известна система поддержания пластового давления (см. учебное пособие Ю.В.Зейгман «Эксплуатация систем поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений», Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007.- С.179-183), включающая насосы кустовой насосной станции, блок напорных гребенок с расходомерами и регулирующими вентилями, водоводы, соединяющие коллектор блока напорных гребенок как с отдельными нагнетательными скважинами различной приемистости, так и с нагнетательными скважинами, сгруппированными по водоводам в соответствии с приемистостью и давлением закачки воды.

Недостатком известной системы является централизованный принцип регулирования режимов закачки (давление, расход) воды по водоводам, при котором задают расход воды по водоводам в целом регулирующими вентилями блока напорных гребенок кустовой насосной станции.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемой является система поддержания пластового давления, описанная в способе подготовки воды для закачки в нагнетательные скважины (патент РФ №2239698, Е21В 43/20, опубл. в бюл. №31 от 10.11.2004 г.), включающая дополнительно устьевые штуцеры для настройки режима закачки воды в каждую нагнетательную скважину индивидуально.

Недостатком данной системы является то, что при индивидуальной настройке режима закачки воды в нагнетательные скважины насос кустовой насосной станции должен поддерживать в системе водоводов высокое давление, необходимое для закачки воды в скважину с самым высоким устьевым давлением, при котором в скважину будет закачиваться требуемое количество воды исходя из фильтрационно-емкостных характеристик вскрытого ею продуктивного пласта, а в остальные нагнетательные скважины давление закачки на устье необходимо ограничивать путем установки устьевых штуцеров. При работе под повышенным давлением возрастает вероятность порывов (аварийной разгерметизации) водоводов на участках с наличием воздействия опасных факторов воздействия на материал трубы водовода (химическая и электрохимическая коррозия, механические нагрузки и т.д.). Кроме того, при изменении режима работы системы водоводов, связанных с остановкой высокоприемистых нагнетательных скважин либо отдельных водоводов для проведения на них плановых либо аварийных работ без остановки насоса кустовой насосной станции и работы остальных нагнетательных скважин данной кустовой насосной станции, потребуется перенастройка режимов работы нагнетательных скважин либо водоводов для предотвращения перезакачки в них избыточного количества воды.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются минимизация избыточной закачки воды в нагнетательные скважины при плановых либо аварийных остановках закачки воды в отдельные нагнетательные скважины либо водоводы кустовой насосной станции, оптимизация (снижение) давления в водоводах и, как следствие, снижение порывности водоводов по причине эксплуатации их под повышенным давлением и оптимизация энергетических затрат на закачку воды в нагнетательные скважины системы поддержания пластового давления.

Технические задачи решаются предлагаемой системой поддержания пластового давления, включающей насосы, водораспределительные устройства с расходомерами, регуляторы расхода, водоводы, соединяющие водораспределительные устройства с отводами, идущими к нагнетательным скважинам различной приемистости и сгруппированными по водоводам в соответствии с приемистостью и давлением закачки воды.

Новым является то, что водоводы, к которым подключены высокоприемистые и/или среднеприемистые нагнетательные скважины, соединяют с коллектором водораспределительного устройства через регулятор расхода пружинного типа, с входным калиброванным отверстием на подвижном элементе регулятора расхода, перекрывающим выходные каналы с возможностью поддержания требуемого расхода жидкости, а отводы высокоприемистых нагнетательных скважин, подключенные с отводами среднеприемистых нагнетательных скважин к одному водоводу, дополнительно оснащены аналогичными пружинными регуляторами расхода с входным калиброванным отверстием, обеспечивающим требуемый расход жидкости для соответствующей скважины с учетом взаимодействия с регулятором расхода, установленным на соответствующем водоводе, при этом выкидная линия насоса, соединяющая его с водораспределительным устройством, оснащена датчиком давления, а насос - частотно-регулируемым приводом, функционально связанным с датчиком давления.

На фиг.1 представлена технологическая схема системы поддержания пластового давления в общем виде; на фиг.2 - схема насоса кустовой насосной станции с применением частотно-регулируемого привода; на фиг.3 - зависимость удельной порывности от давления для высоконапорных водоводов с давлением перекачки от 10,0 до 17,0 МПа.

Система поддержания пластового давления содержит насос 1 (фиг.1) кустовой насосной станции, соединенный выкидной линией 2 через коллектор 3 водораспределительного устройства 4, водоводы 5, 6, 7 и отводы 8, 9, 10, 11 с подключенными к ним высокоприемистыми нагнетательными скважинами 12, 13, низкоприемистыми нагнетательными скважинами 14, 15 и среднеприемистыми нагнетательными скважинами 16, 17, 18, сгруппированными по приемистости и давлениям закачки воды в различных комбинациях. Кроме того, водоводы 5, 6, 7 оснащены расходомерами 19, 20, 21 соответственно в составе водораспределительного устройства 4, а отводы 5, 6, 8, 9 - регуляторами расхода пружинного типа (например, модель «FS200» производства фирмы «Smith International Ink» (США), модель «ВЕ600-07» производства фирмы «BAKER» (США) и т.п.) с входным калиброванным отверстием на подвижном элементе регулятора расхода 22, 23, 24, 25 (конструктивные элементы на фиг.1 не показаны), при этом регуляторы расхода 22, 23 установлены на водоводы 5, 6 соответственно в составе водораспределительного устройства 4, а регуляторы расхода 24, 25 установлены на отводы 8, 9 соответственно в приустьевой зоне высокоприемистых нагнетательных скважин 12, 13. Дополнительно выкидная линия 2 насоса 1 может быть оснащена датчиком давления 26 (фиг.2), а насос 1 - частотно-регулируемым приводом 27, функционально связанным с датчиком давления 26.

Система поддержания пластового давления работает следующим образом.

От источника водоснабжения (на фиг.1 не показан) воду насосом 1 (как правило, динамическим центробежного типа) подают через выкидную линию 2 в коллектор 3 водораспределительного устройства 4 (например, блок напорных гребенок, манифольд и т.п.) и далее по системе водоводов 5, 6, 7 и отводов 8, 9, 10, 11 закачивают в нагнетательные скважины 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. Расход воды по водоводам 5, 6, 7, соединенным с коллектором 3 водораспределительного устройства 4, контролируют расходомерами 19, 20, 21. Производят предварительное ранжирование водоводов 5, 6, 7, соединенных с коллектором 3 водораспределительного устройства 4, по типу подключенных к ним групп нагнетательных скважин или индивидуальных нагнетательных скважин и выделяют следующие типы водоводов:

- водовод 5 - I типа, к которому подключены высокоприемистые нагнетательные скважины 12, 13 и среднеприемистая нагнетательная скважина 18, при этом разброс значений приемистости подключенных к водоводу 5 скважин значителен, на устье высокоприемистых нагнетательных скважин 12, 13 могут применяться штуцирующие устройства;

- водовод 6 - II типа, к которому подключены только среднеприемистые нагнетательные скважины 16, 17 или только высокоприемистые нагнетательные скважины (на фиг.1 не показано), при этом разброс значений приемистости подключенных к водоводу 6 скважин 16, 17 незначителен;

- водовод 7 - III типа, к которому подключены низкоприемистые нагнетательные скважины 14, 15.

Ранжирование нагнетательных скважин по приемистости осуществляют исходя из промысловой практики, например:

- высокоприемистые нагнетательные скважины 12, 13 - с приемистостью более 150 м³/сут при фактическом устьевом давлении закачки воды;

- низкоприемистые нагнетательные скважины 14, 15 - с приемистостью до 25 м³/сут включительно при фактическом устьевом давлении закачки воды;

- среднеприемистые нагнетательные скважины 16, 17, 18 - с приемистостью от 25 м³/сут до 150 м³/сут включительно при фактическом устьевом давлении закачки воды.

На водоводе I типа (водовод 5 на фиг.1) устанавливают регулятор расхода 22 в составе водораспределительного устройства 4. На отводах 8, 9 в приустьевой зоне высокоприемистых нагнетательных скважин 12, 13 соответственно могут быть дополнительно установлены регуляторы расхода 24, 25, если разница в приемистости среднеприемистой нагнетательной скважины 18 и высокоприемистых нагнетательных скважин 12, 13 значительна (например, более 50 м³/сут) для подстройки режима закачки воды непосредственно в высокоприемистые нагнетательные скважины 12, 13.

На водоводе II типа (водовод 6 на фиг.1, в качестве примера условно приведены среднеприемистые скважины 16, 17) устанавливают регулятор расхода 23 только в составе водораспределительного устройства 4.

На водоводе III типа (водовод 7 на фиг.1) регулятор расхода не устанавливают.

В качестве регуляторов расхода 22, 23, 24, 25 применяют регуляторы расхода пружинного типа с входным калиброванным отверстием на подвижном элементе регулятора расхода, работающие в автоматическом режиме и обеспечивающие расход перекачиваемой по водоводу воды не более значения, задаваемого уставкой регулятора расхода 22, 23, 24 или 25. Настройка величины уставки каждого регулятора расхода 22, 23, 24 или 25 заключается в подборе сменной диафрагмы с калиброванным отверстием в ней. Сменная диафрагма с калиброванным отверстием устанавливается в поршень внутри регулятора расхода (на фиг.1 не показан). Через диафрагму с калиброванным отверстием проходит поток воды, определяемый площадью поперечного сечения отверстия. При увеличении перепада давления вследствие повышения давления нагнетания или снижения пластового давления поршень перемещается, сжимая пружину (на фиг.1 не показана) и уменьшая проходное сечение потока на выходе регулятора расхода 22, 23, 24 или 25, при этом поток воды ограничивается, и значение расхода остается неизменным. При уменьшении перепада давления на регуляторе расхода 22, 23, 24 или 25 вследствие снижения давления нагнетания или повышения пластового давления поршень перемещается, разжимая пружину и увеличивая проходное сечение потока, проходящего через регулятор расхода, при этом поток воды увеличивается, и значение расхода вновь остается неизменным. Регуляторы расхода 22, 23, 24, 25 работают во взаимодействии друг с другом, поскольку устанавливаются в единой гидродинамической системе водоводов 5, 6, 7, отводов 8, 9, 10, 11 и нагнетательных скважин 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. Уставку расхода в регуляторе расхода 22 устанавливают по сумме требуемых расходов закачки в подключенные к водоводу 5 через отводы 8, 9 высокоприемистые нагнетательные скважины 12, 13 и среднеприемистую нагнетательную скважину 18 в соответствии с месячным режимом закачки по скважинам. Уставку расхода в регуляторе расхода 23 устанавливают по сумме требуемых расходов закачки в подключенные к водоводу 5 среднеприемистую нагнетательную скважину 17 и подключенную через отвод 10 среднеприемистую нагнетательную скважину 16 в соответствии с месячным режимом закачки по скважинам. Уставки расхода в регуляторах расхода 24, 25 устанавливают индивидуально в соответствии с месячным режимом закачки в высокоприемистые нагнетательные скважины 12, 13 соответственно. Размещение регуляторов расхода 22, 23 в составе водораспределительного устройства 4 позволяет снизить давление в водоводах 5, 6 соответственно, поскольку регуляторы расхода пружинного типа представляют собой гидросопротивление с регулируемой пропускной способностью. Установка регуляторов расхода 22, 23 на водоводы 5, 6 соответственно в составе водораспределительного устройства 4 позволяет снизить давление в этих водоводах до величины, необходимой для осуществления закачки воды в подключенные к ним нагнетательные скважины 12 (подключена через отвод 8), 13 (подключена через отвод 9), 16 (подключена через отвод 10), 17, 18, при этом давление в водоводе 7 будет высоким для осуществления закачки воды в подключенные к нему низкоприемистые нагнетательные скважины 14 (подключена к водоводу 7 через отвод 11), 15.

При отключении любой из нагнетательных скважин, подключенных к водоводам 5, 6, 7, в том числе и через отводы 8, 9, 10, 11, к рассматриваемой кустовой насосной станции, происходит снижение суммарного расхода перекачиваемой воды в системе водоводов кустовой насосной станции, изменяется режим работы насоса 1 и происходит перераспределение потоков закачиваемой воды в высокоприемистые нагнетательные скважины 12, 13, среднеприемистые нагнетательные скважины 16, 17, 18 и низкоприемистые нагнетательные скважины 14, 15, в одних случаях в меньшей степени, в других - в большей, что показано ниже.

Например, при остановке закачки воды в среднеприемистую нагнетательную скважину 16 (для проведения геолого-технологических, аварийных работ или в соответствии с месячным режимом закачки) расход воды, перекачиваемой по водоводу 6, снизится приблизительно на величину приемистости среднеприемистой нагнетательной скважины 16. При этом расход воды, перекачиваемой по водоводу 5, ограничивается регулятором расхода 22 и не изменится, а расход воды, закачиваемой в среднеприемистую нагнетательную скважину 17 и перекачиваемой по водоводу 7 с подключенными к нему низкоприемистой нагнетательной скважиной 15 и через отвод 11 низкоприемистой нагнетательной скважиной 14, увеличится незначительно ввиду незначительного же роста давления в выкидной линии 2 насоса 1 кустовой насосной станции, коллекторе 3 водораспределительного устройства 4 и водоводе 5, при этом давление в водоводах 6, 7 не увеличивается, т.к. оно ограничено установленными на них регуляторами расхода 22 и 23 соответственно.

При включении в работу временно отключенной среднеприемистой нагнетательной скважины 16 система поддержания пластового давления возвращается в первоначальное состояние с параметрами работы насоса 1 и режимными закачками по высокоприемистым нагнетательным скважинам 12, 13, среднеприемистым нагнетательным скважинам 16, 17, 18 и низкоприемистым нагнетательным скважинам 14, 15 в соответствии с месячным режимом закачки.

Остановка закачки в высокоприемистые нагнетательные скважины 12 и/или 13 либо остановка полностью отдельных водоводов 5, 6 или 7 может привести к значительному изменению режима работы насоса 1 кустовой насосной станции с выходом его из области рабочей зоны, при этом значительно снизится расход перекачиваемой воды насосом 1 при увеличении давления в выкидной линии 2, а расходы закачки в низкоприемистые нагнетательные скважины 14, 15 увеличатся, что также приведет к закачке в данные нагнетательные скважины воды сверх месячного режима закачки воды. Для регулирования режима работы насоса 1 при значительном снижении расхода перекачиваемой воды выкидную линию 2 насоса 1 оборудуют датчиком давления 26 (фиг.2), а привод насоса 1 - частотно-регулируемым приводом 27, функционально связанным с датчиком давления 26 (аналогично схеме в способе управления системой поддержания пластового давления и устройстве для его осуществления, патент РФ №2278248, Е21В 43/20, опубл. в бюл. №17 от 20.06.2006 г.). При повышении давления в выкидной линии 2 насоса 1 сверх уставки, заложенной в контроллере частотно-регулируемого привода 27, происходит понижение оборотов вала насоса 1 и понижение давления в выкидной линии 2 до уровня уставки, при этом расход перекачиваемой воды снижается и остается в новой рабочей зоне для сниженного числа оборотов вала насоса 1, а объем воды, закачанной сверх месячного режима закачки воды, будет незначительным либо полностью исключится, при этом давления в водоводах 5 (фиг.1), 6, 7 при изменении режима работы насоса 1 кустовой насосной станции не изменятся за счет регулирования давления в выкидной линии 2.

При включении в работу временно отключенных высокоприемистых нагнетательных скважин 12 и/или 13 либо отдельных водоводов 5, 6 или 7 система поддержания пластового давления также возвращается в первоначальное состояние с параметрами работы насоса 1 и режимными закачками по высокоприемистым нагнетательным скважинам 12, 13, среднеприемистым нагнетательным скважинам 16, 17, 18 и низкоприемистым нагнетательным скважинам 14, 15 в соответствии с месячным режимом закачки.

Таким образом, применение предлагаемой системы поддержания пластового давления позволяет производить закачку воды в нагнетательные скважины 12-18 различной приемистости с помощью насоса 1 кустовой насосной станции и минимизировать излишнюю (непроизводительную) закачку воды в нагнетательные скважины 12-18 при временной остановке части нагнетательных скважин либо водоводов, подключенных к данной кустовой насосной станции, без дополнительной ручной регулировки режимов их работы, оптимизировать давление в водоводах и, как следствие, снизить порывность водоводов за счет исключения их эксплуатации под повышенным давлением и тем самым оптимизировать энергетические затраты на закачку воды в нагнетательные скважины системы поддержания пластового давления.

Пример конкретного выполнения.

Насосом 1 (фиг.1) кустовой насосной станции ЦНС 40-1400 производят закачку воды через водораспределительное устройство 4 в высокоприемистую нагнетательную скважину 12 с расходом 288 м³/сут при устьевом давлении 8,5 МПа (на эту величину настроена уставка регулятора расхода 24 на отводе 8), в высокоприемистую нагнетательную скважину 13 с расходом 240 м³/сут при устьевом давлении 8,0 МПа (на эту величину настроена уставка регулятора расхода 25 на отводе 9) и в среднеприемистую нагнетательную скважину 18 с расходом 144 м³/сут при устьевом давлении 11,0 МПа (суммарно по водоводу 5 расход закачки составляет 672 м³/сут, на эту величину настроена уставка регулятора расхода 22), в среднеприемистую нагнетательную скважину 16 с расходом 144 м³/сут при устьевом давлении 11,5 МПа и в среднеприемистую нагнетательную скважину 17 с расходом 146 м³/сут при устьевом давлении 11,0 МПа (суммарно по водоводу 6 расход закачки составляет 290 м³/сут, на эту величину настроена уставка регулятора расхода 23), в низкоприемистую нагнетательную скважину 14 с расходом 22 м³/сут при устьевом давлении 13,5 МПа и в низкоприемистую нагнетательную скважину 15 с расходом 19 м³/сут при устьевом давлении 13,5 МПа (суммарно по водоводу 7 расход закачки составляет 41 м³/сут). В качестве регуляторов расхода 22, 23, 24, 25 применяют, например, регуляторы расхода пружинного типа - модель «FS200» производства фирмы «Smith International Ink» (США). Суммарный расход воды, закачиваемой насосом 1 в водоводы 5, 6, 7 через водораспределительное устройство 4, составляет 1003 м³/сут, при этом расходе давление в выкидной линии 2 составляет 14,5 МПа при частоте оборотов вала насоса 1 3000 об/мин. Для установленного насоса ЦНС 40-1400 рабочая зона по расходу составляет от 672 м³/сут (левая граница рабочей зоны) до 1152 м³/сут (правая граница рабочей зоны) при номинальном расходе 960 м³/сут, режим работы насоса с расходом 1003 м³/сут при давлении 14,5 МПа находится в пределах рабочей зоны.

При остановке водовода 6, например для проведения ремонтных работ, при открытых водоводах 5, 7 и отводах 8, 9, 11 происходит снижение суммарного расхода закачиваемой воды через водораспределительное устройство 4 до 718 м³/сут при увеличении давления в выкидной линии 2 до 15,2 МПа, при этом происходит частичное перераспределение потоков закачиваемой воды через водораспределительное устройство 4, а именно: по водоводу 5 расход не изменяется, так как он ограничивается регулятором расхода 22, а по водоводу 7 расход незначительно увеличивается до 46 м³/сут, так как увеличение давления в водоводе 7 влечет за собой увеличение приемистости низкоприемистой нагнетательной скважины 14 до 24 м /сут при устьевом давлении 14,5 МПа и низкоприемистой нагнетательной скважины 15 до 22 м³/сут при устьевом давлении 14,5 МПа, т.е. происходит незначительное, на 12%, превышение режима закачки воды в низкоприемистые нагнетательные скважины 14, 15. Снизившийся расход насоса 718 м³/сут не выходит за левую границу рабочей зоны насоса 1, насос продолжает работать в энергоэффективном режиме с высоким коэффициентом полезного действия.

При одновременной остановке высокоприемистой нагнетательной скважины 13 и среднеприемистой нагнетательной скважины 18, например для проведения геолого-технических мероприятий, при открытых водоводах 6, 7, отводах 8, 10, 11 и открытой высокоприемистой нагнетательной скважине 12 на отводе 8, также происходит снижение суммарного расхода закачиваемой воды через водораспределительное устройство 4 до 629 м³/сут при увеличении давления в выкидной линии 2 до 15,5 МПа, при этом происходит частичное перераспределение потоков закачиваемой воды через водораспределительное устройство 4, а именно: по водоводу 6 расход не изменяется, так как он ограничивается регулятором расхода 23, по водоводу 5 расход уменьшается до 288 м³/сут, так как остается открытой только высокоприемистая нагнетательная скважина 12, соединенная с водоводом 5 отводом 8, расход закачки в которую ограничен регулятором расхода 24, а по водоводу 7 расход увеличивается до 50 м³/сут, так как увеличение давления в водоводе 7 влечет за собой увеличение приемистости низкоприемистой нагнетательной скважины 14 до 26 м³/сут при устьевом давлении 14,7 МПа и низкоприемистой нагнетательной скважины 15 до 24 м³/сут при устьевом давлении 14,7 МПа, т.е. происходит частичное, на 22%, превышение режима закачки воды в низкоприемистые нагнетательные скважины 14, 15. Кроме того, снизившийся расход насоса до 629 м³/сут выходит за левую границу рабочей зоны насоса 1. Для данного случая эффективно применение схемы системы поддержания пластового давления с частотно-регулируемым приводом 27 (фиг.2) насоса 1, функционально связанного с датчиком давления 26, устанавливаемого на выкидной линии 2 насоса 1. При отключении высокоприемистой нагнетательной скважины 13 (фиг.1) и среднеприемистой нагнетательной скважины 18 уменьшается расход закачиваемой воды через водораспределительное устройство 4 и начинает повышаться давление в выкидной линии 2 насоса 1, контролируемое датчиком давления 26 (фиг.2), сверх уставки 14,5 МПа, заложенной в контроллере частотно-регулируемого привода 27, который функционально связан с датчиком давления 26, при этом контроллер дает команду частотно-регулируемому приводу 27 уменьшить обороты вала насоса 1 (фиг.1) приблизительно до 1850 об/мин. Происходит понижение давления в выкидной линии 2 до уровня уставки в 14,5 МПа, при этом расход перекачиваемой воды снижается и остается в новой рабочей зоне для сниженного числа оборотов вала насоса 1, а объем воды, закачанной сверх месячного режима закачки воды, в зависимости от точности регулировки частотно-регулируемого привода 27 минимизируется вплоть до полного исключения, т.е. расход воды по водоводу 5 составит 288 м³/сут (при отключенных высокоприемистой нагнетательной скважине 13 и среднеприемистой скважине 18), по водоводам 6 и 7 расходы составят первоначальные 290 м³/сут и 41 м³/сут соответственно. Суммарный расход закачиваемой воды через водораспределительное устройство 4 составит 619 м³/сут, при этом избыточная закачка в низкоприемистые нагнетательные скважины 14 и 15 отсутствует, т.к. давление в водоводе 7 не повышается.

Изменение расходов и давлений по водоводам и нагнетательным скважинам приведено в таблице.

Таблица   Параметры работы Объект Исходное состояние Отключен водовод 6 Отключены скважины 13, 18 (система без частотно-регулируемого привода) Отключены скважины 13, 18 (система с частотно-регулируемым приводом)   Расход, м³/сут Давление, МПа Расход, м³/сут Давление, МПа Расход, м³/сут Давление, МПа Расход, м³/сут Давление, МПа Коллектор 3 1003 14,5 718 15,2 629 15,5 619 14,5 Водовод 7 41 14,5 46 15,2 50 15,5 41 14,5 Скважина 14 22 13,5 24 14,2 26 14,7 22 13,5 Скважина 15 19 13,5 22 14,2 24 14,7 19 13,5 Водовод 6(после регулятора расхода 23) 290 12,5 0 - 290 12,5 290 12,5 Скважина 16 144 11,5 0 - 144 11,5 144 11,5 Скважина 17 146 11,0 0 - 146 11,0 146 11,0 Водовод 5 (после регулятора расхода 22) 672 12,0 672 12,0 288 12,0 288 12,0 Скважина 18 144 11,0 144 11,0 0 - 0 - Скважина 13 (после регулятора расхода 25) 240 8,0 240 8,0 0 - 0 - Скважина 12 (после регулятора расхода 24) 288 8,5 288 8,5 288 8,5 288 8,5

Как видно из таблицы, применение предлагаемой системы поддержания пластового давления позволяет предотвратить излишнюю (непроизводительную) закачку 285 м³ в сутки (28% относительно плановой суточной закачки 1003 м³ в сутки) при отключении водовода 6 или 384 м³ в сутки (38% относительно плановой суточной закачки 1003 м³ в сутки) при отключении высокоприемистой скважины 13 и среднеприемистой скважины 18. При этом уже в исходном состоянии системы при осуществлении закачки воды в соответствии с месячным режимом снизить давление в водоводе 5 с 14,5 МПа в коллекторе 3 водораспределительного устройства 4 до 12,0 МПа после регулятора расхода 22 за счет установки регулятора расхода 22 в составе водораспределительного устройства 4, в водоводе 6 - аналогично с 14,5 МПа до 12,5 МПа за счет установки регулятора расхода 23 в составе водораспределительного устройства 4, что способствует снижению порывности водоводов 5, 6 и отводов 8, 9, 10 на участках с наличием воздействия опасных факторов воздействия на материал трубы водовода (химическая коррозия, электрохимическая коррозия, механические нагрузки и т.д.). Экспериментальными исследованиями установлено, что зависимость удельной порывности от давления для высоконапорных водоводов с давлением перекачки от 10,0 до 17,0 МПа носит линейный характер с существенной скоростью нарастания (аппроксимирующая формула, полученная средствами Microsoft Excel, представлена на фиг.3).

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы поддержания пластового давления достигается за счет минимизации избыточной (непроизводительной) закачки воды в нагнетательные скважины при плановых либо аварийных остановках закачки воды в отдельные нагнетательные скважины либо водоводы кустовой насосной станции с использованием минимально необходимого количества регуляторов расхода и оптимального их размещения на водоводах и устье высокоприемистых нагнетательных скважин при незначительных затратах на монтаж регуляторов расхода.

Использование данного предложения позволяет при небольших дополнительных капитальных затратах с помощью существующей системы поддержания пластового давления оптимизировать давление в водоводах и, как следствие, снизить порывность водоводов за счет установки части регуляторов расхода в составе водораспределительного устройства и снижения тем самым давления в водоводах, на которых они установлены, оптимизировать энергетические затраты на закачку воды в нагнетательные скважины системы поддержания пластового давления за счет применения частотно-регулируемого привода насоса и, как результат, сократить материальные затраты на поддержание пластового давления.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к системе закачки воды в пласт для вытеснения нефти и поддержания пластового давления. Обеспечивает возможность оптимизации давления в водоводах, снижения вероятности их порыва и сокращения материальные затрат на поддержание пластового давления. Сущность изобретения: система поддержания пластового давления включает насосы, водораспределительные устройства с расходомерами, регуляторы расхода, водоводы, соединяющие водораспределительные устройства с отводами, идущими к нагнетательным скважинам различной приемистости и сгруппированными по водоводам в соответствии с приемистостью и давлением закачки воды. Согласно изобретению водоводы, к которым подключены высокоприемистые и/или среднеприемистые нагнетательные скважины, соединяют с коллектором водораспределительного устройства через регулятор расхода пружинного типа, с входным калиброванным отверстием на подвижном элементе регулятора расхода, перекрывающим выходные каналы с возможностью поддержания требуемого расхода жидкости. Отводы высокоприемистых нагнетательных скважин, подключенные с отводами среднеприемистых нагнетательных скважин к одному водоводу, дополнительно оснащены аналогичными пружинными регуляторами расхода с входным калиброванным отверстием, обеспечивающим требуемый расход жидкости для соответствующей скважины с учетом взаимодействия с регулятором расхода, установленным на соответствующем водоводе. При этом выкидная линия насоса, соединяющая его с водораспределительным устройством, оснащена датчиком давления, а насос - частотно-регулируемым приводом, функционально связанным с датчиком давления. 1 табл., 3 ил.

Система поддержания пластового давления, включающая насосы, водораспределительные устройства с расходомерами, регуляторы расхода, водоводы, соединяющие водораспределительные устройства с отводами, идущими к нагнетательным скважинам различной приемистости и сгруппированными по водоводам в соответствии с приемистостью и давлением закачки воды, отличающаяся тем, что водоводы, к которым подключены высокоприемистые и/или среднеприемистые нагнетательные скважины, соединяют с коллектором водораспределительного устройства через регулятор расхода пружинного типа, с входным калиброванным отверстием на подвижном элементе регулятора расхода, перекрывающим выходные каналы с возможностью поддержания требуемого расхода жидкости, а отводы высокоприемистых нагнетательных скважин, подключенные с отводами среднеприемистых нагнетательных скважин к одному водоводу, дополнительно оснащены аналогичными пружинными регуляторами расхода с входным калиброванным отверстием, обеспечивающим требуемый расход жидкости для соответствующей скважины с учетом взаимодействия с регулятором расхода, установленным на соответствующем водоводе, при этом выкидная линия насоса, соединяющая его с водораспределительным устройством, оснащена датчиком давления, а насос - частотно-регулируемым приводом, функционально связанным с датчиком давления.