Система поддержания пластового давления Российский патент 2023 года по МПК E21B43/20 

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к системе поддержания пластового давления для закачки жидкости в пласты (к установкам для заводнения продуктивных пластов).

Известна система поддержания пластового давления (см. Учебное пособие «Эксплуатация систем поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений», авт. Зейгман Ю.В., Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007, с. 181-188), включающая кустовую насосную станцию с насосом высокого давления, водоводы от кустовой насосной станции к нагнетательным скважинам, нагнетательные скважины, работающие при различных давлениях нагнетания и/или вскрывшие пласты с различными коллекторскими свойствами.

Недостатком данной системы является необходимость подготовки дополнительного объема воды для компенсации объема извлеченной нефти путем закачки его в продуктивный пласт с целью поддержания пластового давления и дальнейшего вытеснения нефти в направлении забоя добывающих скважин. В качестве источника дополнительной воды используют воду поверхностных источников или водозаборных скважин.

Наиболее близкой по технической сущности является система поддержания пластового давления (патент RU №92090, МПК Е21В 43/20, опубл. 10.03.2010 в бюл. №7), включающая кустовую насосную станцию с насосом высокого давления с выкидным водоводом, сообщенным водоводами с нагнетательными скважинами, работающими при различных давлениях нагнетания и/или вскрывшие пласты с различными коллекторскими свойствами. Система дополнительно снабжена водозаборными скважинами с высоконапорными насосами, соединенными каждая с водоводами, идущими от кустовой насосной станции к нагнетательным скважинам.

Недостатком известной системы является зависимость от наличия в районе закачки воды водозаборной скважины или необходимость ее бурения и обустройства, при этом добываемая вода требует дополнительную электрическую энергию на ее добычу и дополнительную очистку от механических примесей перед подачей ее в систему поддержания пластового давления.

Технической задачей является повышение эффективности работы системы поддержания пластового давления за счет минимизации расхода закачиваемой воды из специально разбуриваемых водозаборных скважин или природных поверхностных источников воды путем включения в сеть водоводов городских очистных сооружений в качестве дополнительного источника воды.

Техническая задача решается системой поддержания пластового давления, включающей кустовую насосную станцию с насосом высокого давления, соединенную подводящим водоводом с источником водоснабжения, а выкидным водоводом - с блок-гребенкой, водоводами - с нагнетательными скважинами.

Новым является то, что система дополнительно снабжена водоводом-перемычкой, соединяющим водовод нагнетательных скважин с выкидным водоводом городских очистных сооружений, оснащенным поточным анализатором загрязнений стоков городских очистных сооружений и контроллером, водовод-перемычка оснащен дожимным насосом и блоком-дозатором подачи реагентов, при этом водовод-перемычка и выкидной водовод городских очистных сооружений после тройника их соединения по потоку перекачиваемых стоков городских очистных сооружений снабжены задвижками, функционально связанными с контроллером.

Также новым является то, что водовод-перемычка на участке между блоком-дозатором подачи реагентов в стоки городских очистных сооружений и дожимным насосом оснащен дополнительным отводом с задвижкой, связанным с подводящим водоводом кустовой насосной станции через регулятор давления.

На чертеже представлена технологическая схема системы поддержания пластового давления с использованием очищенных стоков с городских очистных сооружений (хозяйственно-бытовые сточные воды) с подключением водовода-перемычки к водоводу нагнетательных скважин.

Система поддержания пластового давления содержит источник водоснабжения 1 (см. чертеж) с подводящим водоводом 2, соединенный с кустовой насосной станцией 3 с насосом высокого давления 4, выкидной водовод 5, соединенный с блок-гребенкой 6 с задвижками 7, 8, 9, водовод 10, соединенный с нагнетательными скважинами 11, 12, водовод 13, соединенный с нагнетательными скважинами 14, 15, водовод 16, соединенный с нагнетательными скважинами 17,18.

Система дополнительно снабжена водоводом-перемычкой 19, соединяющим водовод 10 нагнетательных скважин 11, 12 с выкидным водоводом 20 городских очистных сооружений 21, оснащенным поточным анализатором загрязнений 22 стоков городских очистных сооружений 21 и контроллером 23. Водовод-перемычка 19 оснащен дожимным насосом 24 с задвижкой 25 и блоком-дозатором 26 подачи реагентов в стоки, поступающие от городских очистных сооружений 21. При этом водовод-перемычка 19 и выкидной водовод 20 городских очистных сооружений 21 после тройника их соединения по потоку перекачиваемых стоков городских очистных сооружений 21 в поверхностный водоем 27 снабжены задвижками 28 и 29 соответственно, функционально связанными с контроллером 23.

Водовод-перемычка 19 на участке между блоком-дозатором 26 подачи реагентов в стоки городских очистных сооружений 21 и дожимным насосом 24 оснащен дополнительным отводом 30 с задвижкой 31, связанным с подводящим водоводом 2 кустовой насосной станции 3 через регулятор давления 32.

Система поддержания пластового давления работает следующим образом.

Очищенная вода от источника водоснабжения 1 (см. чертеж) поступает по подводящему водоводу 2 на кустовую станцию 3 и закачивается насосом высокого давления 4 через выкидной водовод 5, блок-гребенку 6 с задвижками 7, 8, 9 по водоводам 10, 13, 16 в нагнетательные скважины 11, 12, 14, 15, 17, 18. В качестве дополнительного источника водоснабжения используют очищенные стоки городских очистных сооружений 21 после предварительного анализа физико-химических свойств стоков городских очистных сооружений 21 на поточным анализаторе загрязнений 22 на соответствие параметрам воды источника водоснабжения 1, закачиваемой в нагнетательные скважины 11, 12, 14, 15, 17, 18 (например, физико-химический состав, совместимость вод и отсутствие выпадения осадка при смешении стоков городских очистных сооружений 21 с водой источника водоснабжения 1). Для этого система поддержания пластового давления снабжена водоводом-перемычкой 19, соединяющей выкидной водовод 20 городских очистных сооружений 21 с водоводом 10 нагнетательных скважин 11, 12.

Содержание загрязнений, содержащихся в очищенных стоках городских очистных сооружений 21, контролируется поточным анализатором загрязнений 22 (например, поточный анализатор общего органического углерода), установленным на выкидном водоводе 20 городских очистных сооружений 21, и контроллером 23, функционально связанным с автоматизированной задвижкой 28 на водоводе-перемычке 19 и автоматизированной задвижкой 29 на выкидном водоводе 20.

Степень открытия автоматизированных задвижек 28 и 29 настраивают для обеспечения необходимого расхода подачи стоков в водовод 10 нагнетательных скважин 11 и 12. При этом стоки, поступающие в водовод-перемычку 19, дополнительно обрабатывают реагентами (например, бактерицидом, ингибитором солеотложений) путем подачи их в стоки из блока-дозатора 26, после чего дожимным насосом 24 стоки закачивают в водовод 10 для дальнейшей закачки в нагнетательные скважины 11, 12. Обработку стоков бактерицидом производят для предотвращения закачки бактерий в продуктивный пласт, вскрытый нагнетательными скважинами 11, 12, и предотвращения тем самым развития в продуктивном пласте биоценоза, в том числе сульфатвосстанавливающих бактерий, негативным влиянием чего может стать снижение качества добываемой нефти за счет появления растворенного сероводорода в девонской нефти и повышение по этой причине скорости коррозии промыслового оборудования.

Обработку стоков реагентом, например, ингибитором солеотложения, производят для предотвращения выпадения солей и засорения внутренней поверхности промыслового оборудования (водоводов, насосов, скважин) и призабойной зоны продуктивного пласта, вскрытого нагнетательными скважинами 11, 12. Информация от поточного анализатора загрязнений 22 направляется в контроллер 23, в который внесены уставки с максимально допустимым содержанием загрязняющих веществ в стоках городских очистных сооружений 21 для сброса их в поверхностный водоем 27. В случае повышения содержания загрязняющих веществ в стоках городских очистных сооружений 21 и приближения значения к максимально допустимому содержанию загрязняющих веществ в стоках городских очистных сооружений 21 (например, до значения 95% и более от максимально допустимого значения по определенному компоненту загрязнений) от контроллера 23 подается команда на прикрытие задвижки 29 на выкидном водоводе 20 и перераспределения сброса в водовод 10 нагнетательных скважин 11, 12, при этом снижается объем поступления загрязняющих веществ в поверхностный водоем 27. В случае оснащения водовода-перемычки 19 отводом 30, соединяющим его с подводящим водоводом 2 кустовой насосной станции 3 через регулятор давления 32, с помощью задвижек 31 и 25 возможно перераспределение потока стоков городских очистных сооружений 21 с закачкой их насосом высокого давления 4 кустовой насосной станции 3 дополнительно в нагнетательные скважины 14, 15, 17, 18.

Предлагаемая система позволяет повысить эффективность системы поддержания пластового давления за счет сокращения расхода закачиваемой воды из специально разбуриваемых водозаборных скважин или природных поверхностных источников воды путем сооружения дополнительных перемычек и отводов между существующими водоводами и включения в систему поддержания пластового давления в качестве дополнительного источника водоснабжения стоков городских очистных сооружений с организацией автоматизированного режима регулирования расхода их подачи в водоводы нагнетательных скважин и дополнительной обработкой реагентами перед закачкой в водоводы. В результате снижаются материальные затраты на поддержание пластового давления, так как исключаются дополнительные затраты на очистку призабойной зоны нагнетательных скважин и снижаются капитальные и эксплуатационные затраты на оборудование по очистке воды.

Заявленное изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к системе поддержания пластового давления для закачки жидкости в пласты. Система поддержания пластового давления включает кустовую насосную станцию с насосом высокого давления, соединенную подводящим водоводом с источником водоснабжения, а выкидным водоводом - с блок-гребенкой, водоводами - с нагнетательными скважинами. Система дополнительно снабжена водоводом-перемычкой, соединяющим водовод нагнетательных скважин с выкидным водоводом городских очистных сооружений, оснащенным поточным анализатором загрязнений стоков городских очистных сооружений и контроллером. Водовод-перемычка оснащен дожимным насосом и блоком-дозатором подачи реагентов. Водовод-перемычка и выкидной водовод городских очистных сооружений после тройника их соединения по потоку перекачиваемых стоков городских очистных сооружений снабжены задвижками, функционально связанными с контроллером. Обеспечивается повышение эффективности работы системы поддержания пластового давления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система поддержания пластового давления, включающая кустовую насосную станцию с насосом высокого давления, соединенную подводящим водоводом с источником водоснабжения, а выкидным водоводом - с блок-гребенкой, водоводами - с нагнетательными скважинами, отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена водоводом-перемычкой, соединяющим водовод нагнетательных скважин с выкидным водоводом городских очистных сооружений, оснащенным поточным анализатором загрязнений стоков городских очистных сооружений и контроллером, водовод-перемычка оснащен дожимным насосом и блоком-дозатором подачи реагентов, при этом водовод-перемычка и выкидной водовод городских очистных сооружений после тройника их соединения по потоку перекачиваемых стоков городских очистных сооружений снабжены задвижками, функционально связанными с контроллером.

2. Система поддержания пластового давления по п. 1, отличающаяся тем, что водовод-перемычка на участке между блоком-дозатором подачи реагентов в стоки городских очистных сооружений и дожимным насосом оснащен дополнительным отводом с задвижкой, связанным с подводящим водоводом кустовой насосной станции через регулятор давления.