Практическое занятие № 4. Определение количества воды, необходимой для поддержания пластового давления, и приемистости нагнетательных скважин

Цель занятия

Основной целью занятия является изучение и решение задач для определения количества воды, необходимой для поддержания пластового давления, и приемистости нагнетательных скважин.

План практического занятия.

План занятия и порядок его проведения заключается в следующем:

- цель практического занятия;

- краткое описание теоретической части;

- решение задач;

- результаты вычислений задач;

- письменные ответы на вопросы самоконтроля.

Краткие теоретические сведения.

^{Подготовка вод, закачиваемых в пласт, предусматривает следующие мероприятия: 1) осветление мутных вод коагулированием; 2) декарбонизацию; 3) обезжелезивание; 4) ингибирование.}

^{Осветление мутных вод коагулированием осуществляется с целью удаления очень мелких взвешенных частиц, которые практи­чески не осаждаются под действием силы тяжести. Для этого в воду добавляют реагенты (сернокислый алюминий, хлорное железо, желез­ный купорос и др.), называемые коагулянтами. В результате реакции коагуляции происходит укрупнение взвешенных частиц и образуют­ся хлопьевидные соединения, которые оседают в воде.}

^{Декарбонизация выполняется с целью удаления из воды би­карбонатов кальция и магния. В противном случае, отлагаясь в пласте, соли кальция и магния могут существенно затруднить фильтрацию нефти и газа. Сущность декарбонизации состоит в подщелачивании воды гашеной известью с тем, чтобы вызвать коагуляцию ненужных примесей.}

^{Обезжелезиванием называется удаление солей железа из воды с целью предотвращения загрязнения фильтрующих поверхностей скважин железистыми осадками. Для этого применяют аэрацию, известкование и другие методы.}

^{В ходе аэрации - процесса обогащения воды кислородом воз­духа - из солей железа образуется нерастворимый гидрат окиси железа, оседающий в воде в виде хлопьев. Однако при аэрации из воды удаляются не все соли железа, а сам процесс требует использования весьма громоздкого и сложного оборудования. Кроме того, аэрация повышает коррозионную активность воды.}

^{При известковании в воду добавляют известковое молоко, что также приводит к образованию нерастворимого осадка гидрата окиси железа.}

^{Ингибированием называется обработка воды ингибиторами - веществами, замедляющими процесс коррозии. По направленности действия различают ингибиторы сероводородной, кислородной и углекислотной коррозии.}

^{В отличие от природных сточные воды могут содержать нефть, углекислый газ, сероводород и микроорганизмы. Соответственно их подготовка предусматривает: 1) отстаивание от нефти и газа; 2) унич­тожение микроорганизмов.}

^{Для подготовки сточных вод на промыслах используют схе­мы открытого и закрытого типа.}

Пластовые воды нефтяных месторождений это неотъемлемая составная часть продукции добывающих скважин, которая обусловливает значительную долю осложнений при добыче и подготовке нефти на промыслах.

При разработке нефтяных и газовых месторождений значи­тельные объемы воды расходуются на поддержание пластового давления, что позволяет продлить период фонтанирования скважин и значительно увеличить коэффициенты нефтегазоотдачи. Ориенти­ровочный расход воды для добычи одной тонны нефти составляет в среднем: 1,5...2 м³ - при площадном заводнении и 2...2,5 м³ - при за­контурном заводнении.

Задачи для самостоятельного решения.

Задача 9. Дано: суточная добыча из пласта нефти Q_н = 311,4 т, воды Q_в=104,2 т, газа V_г = 91970 м³; объемный коэффициент нефти b_н = 1,18; коэффициент растворимости газа в нефти α = 7,7 м³/м³МПа; плотность нефти ρ = 863 кг/м³; коэффициент сжимаемости газа z = 0,88; пластовое давление р_пл = 7,45 МПа; пластовая температура Т_пл = 316,3 К; атмосферное давление p_о = 0,1 МПа; проницаемость пласта для воды k = 0,510^-12м²; эффективная мощность пласта h = 10 м; перепад давления нa забое Δр = р_заб — р_пл = 5 МПа; коэффициент гидродинамиче­ского совершенства забоя скважины φ= 0,8; половина расстояния между нагнетательными скважинами R = 400 м; радиус забоя скважины r_с = 0,075 м; вязкость воды μ = 1 мПа·с.

Добытая нефть в пластовых условиях занимает объем

Q’_н = Q_нb_н / ρ, ( м³.)

Объем свободного газа в залежи, приведенный к атмосферным условиям,

Объем свободного газа в пластовых условиях

Общая суточная добыча в пластовых условиях составит

V = Q’_н + V_пл + Q_в , ( м³.)

Для поддержания давления требуется ежесуточно закачивать в залежь воды не менее указанного объема. При коэффициенте избытка К = 1,2 потребуется следующее количество воды (без учета поступающего в залежь объема контурной воды):

Q’_в = VK, (м³/сут).

Приемистость нагнетательных скважин составит

, ( м³/с ) или ( м³/сут.)

Следовательно, для закачки потребного количества воды необ­ходимо иметь две нагнетательные скважины.

Задача 10. Для сравнения пластовых давлений, замеренных в разных скважинах одного и того же пласта с водонапорным режимом, их требуется привести к одной какой-либо плоскости (первоначальному водонефтяному контакту или уровню моря).

Предположим, что замеры сделаны по трем скважинам. В первой скважине текущее пластовое давление р'_пл = 30 МПа, этаж нефтеносности, считая от плоскости первоначального водонефтяного контакта до забоя,

h_I =150м; во второй скважине пластовое давление р''_пл =28 МПа и этаж нефтеносности h_II = 200м; в третьей скважине соответственно р'''_пл =26 МПа и h_III=250м. Плотность нефти в пластовых условиях ρ=800 кг/м³. Так как забои всех скважин находятся на структуре выше водонефтяного контакта, то для получения приведенного пластового давления надо к текущему пластовому давлению прибавить давление столба нефти, соответствующему этажу нефтеносности.

Приведенные пластовые давления равны:

для первой скважины

р' = р'_пл +ρgh₁

для второй скважины

р'' = р''_пл +ρgh₁₁

для третьей скважины

р''' = р'''_пл +ρgh₁₁₁

Знание приведенных пластовых давлений дает возможность судить о распределении пластовой энергии по площади залежи, а следовательно, о возможности добыче нефти из отдельных скважин.

Вопросы для самостоятельного контроля.

1. Как определяется объем свободного газа в залежи, приведенный к атмосферным условиям?

2. Как находим, объем свободного газа в пластовых условиях?

3. Какие методы применяют для подготовки воды, закачиваемых в пласт?

4. Чем отличаются природные воды от сточных вод?

5. Что называется ингибированием?

6. К чему равны приведенные пластовые давления в трех скважинах?