л.р №3 кожевник

Кафедра:

НТиТ

Направление:

ТМиО

Изучение оборудования для поддержания пластового давления и вытеснения продукции скважин водой и газом

Лабораторная работа №3

Цель работы: изучить оборудование для поддержания пластового давления и вытеснения продукции скважин водой и газом.

Выполнение работы

1. Наиболее эффективный метод повышения нефтеотдачи пластов при эксплуатации месторождений - это поддержание пластового давления за счет закачки в пласт воды и газа. При этом создается напорный режим эксплуатации пласта, который имеет большую конечную нефтеотдачу по сравнению с режимами истощения.

В большинстве случаев (для отечественных месторождений - более 80 %) используется система поддержания пластового давления (ППД) путем закачки воды. При этом наряду с пресными поверхностными источниками воды широко используются сточные пластовые воды.

Закачка газа, хотя и менее эффективна ввиду уменьшения коэффициентов охвата и нефтеотдачи, находит свое применение. Этому способствуют значительная газовая шапка, отсутствие напора контурных вод, наличие в коллекторе большого содержания набухающих глин. Нагнетание в залежь естественного газа компенсирует потери газовой энергии за предшествующий период эксплуатации залежи.

Система ППД представляет собой комплекс технологического оборудования необходимый для подготовки, транспортировки, закачки рабочего агента в пласт нефтяного месторождения с целью поддержания пластового давления и достижения максимальных показателей отбора нефти из пласта.

2.Система ППД должна обеспечивать:

• необходимые объемы закачки воды в пласт и давления ее нагнетания по скважинам, объектам разработки и месторождению в целом в соответствии с проектными документами;

• подготовку закачиваемой воды до кондиций (по составу, физико-химическим свойствам, содержанию мех примесей, кислорода, микроорганизмов), удовлетворяющих требованиям проектных документов;

• проведение контроля качества вод системы ППД, замеров приемистости скважин, учета закачки воды как по каждой скважине, так и по группам, пластам и объектам разработки и месторождению в целом;

• герметичность и надежность эксплуатации системы промысловых водоводов, применение замкнутого цикла водоподготовки и заводнения пластов с использованием сточных вод;

• возможность изменения режимов закачки воды в скважины,

проведения ОПЗ нагнетательных скважин с целью повышения

приемистости пластов, охвата пластов воздействием заводнения, регулирование процесса вытеснения нефти к забоям добывающих скважин.

Приемистость скважины — характеристика нагнетательной скважины, показывающая возможность закачки рабочего агента (воды, газа, пара и др.) в пласт; определяется объемом смеси, закачиваемой в пласт в единицу времени.

Система ППД включает в себя следующие технологические узлы :

• систему нагнетательных скважин;

• систему трубопроводов и распределительных блоков (ВРБ);

• станции по закачке агента (БКНС), а также оборудование для подготовки агента для закачки в пласт.

Рис 1.

СИСТЕМА ТРУБОПРОВОДОВ ППД

• трубопроводам системы поддержания пластового давления относятся:

• нагнетательные линии (трубопровод от ВРБ до устья скважины);

• водоводы низкого давления (давление до 2 МПа);

• водоводы высокого давления (в водоводах высокого давления нагнетание воды осуществляется насосными агрегатами);

• внутриплощадочные водоводы (водоводы площадочных объектов).

Транспортируемой продукцией трубопроводов является

агрессивная смесь вод, содержащая: механические примеси, серу, кальцит и другие вредные вещества.

Технологии сбора и транспорта продукции.

Подача воды на блочные кустовые насосные станции (БКНС) осуществляется из нескольких источников:

• по водоводам низкого давления подается пластовая вода (УПСВ и ЦППН (ЦПС));

• по водоводам низкого давления подается вода из водозаборных скважин;

• из открытых водоемов по водоводам низкого давления подается пресная вода.

Рис 2. Кольцевая (а) и лучевая (б) водораспределительные системы

1 – водоочистная станция; 2 – магистральный водовод; 3 – водовод высокого давления; 4 – нагнетательная линия ; 5 – колодец; 6 – нагнетательные скважины; 7 – подводящие водоводы; 8 – подземные резервуары чистой воды; 9 – кустовая насосная станция; 10 – перемычка.

Насосные станции и установки для закачки воды

Для закачки воды используются насосные станции и установки, базирующиеся, в основном, на центробежных поршневых насосных агрегатах.

Рис 3. Установка погружного центробежного электронасоса

• - для подачи пластовых вод: 1 – погружной электродвигатель; 2 – погружной насос; 3 – оборудование устья скважины; 4 – силовой кабель; 5 – комплексное оборудование; 6 – трансформатор; б – для закачки воды: 1 – шурф; 2 – разводящий водовод; 3 – электронасосный погружной аппарат; 4 – контрольно-измерительные приборы; 5 – нагнетательный водовод; 6 – комплексное устройство; 7 – трансформатор

Поддержание пластового давления закачкой газа

В продуктивных коллекторах, в составе которых присутствует много глинистого материала, разбухающего при его смачивании пресной водой, закачка воды для ППД, как правило, неэффективна. Нагнетательные скважины обладают очень низкой поглотительной способностью с большим затуханием приемистости, требует специальной обработки воды и высоких давлений нагнетания.

Однако в этих же условиях закачка сухого углеводородного газа, не взаимодействующего с породами коллектора, может оказаться достаточно эффективной, так как при этом обеспечиваются технически приемлемые параметры процесса, такие как приемистость и давление.

С энергетической точки зрения ППД закачкой газа - процесс более энергоемкий по сравнению с закачкой воды. Другими словами, на вытеснение единицы объема нефти при закачке газа затрачивается энергии больше, чем при вытеснении нефти водой. Это объясняется двумя главными причинами.

1. При закачке воды необходимое забойное давление создается как давлением воды на устье нагнетательной скважины, так и большим гидростатическим давлением водяного столба в скважине. При закачке газа, плотность которого значительно меньше плотности воды, гидростатическое давление газового столба мало (примерно в 7 - 15 раз меньше, чем водяного). Поэтому необходимое забойное давление приходится создавать за счет увеличения давления на устье (давление нагнетания), вследствие чего возрастают затраты энергии на закачку газа в пласт.

2. При закачке газа, вследствие его большой сжимаемости, необходимый объем газа нужно предварительно сжать до забойного давления, на что расходуется большое количество энергии. Тогда как при закачке воды, вследствие ее «жесткости», энергия на сжатие практически равна нулю.

Кроме того, некоторое количество нагнетаемого углеводородного газа растворяется в пластовой нефти, отчего общее количество закачиваемого газа увеличивается.

Поэтому ППД закачкой газа не нашло широкого распространения и применяется главным образом на истощенных нефтяных месторождениях, пластовое давление которых мало, или на неглубоких месторождениях.

Количество газа, необходимое для нагнетания в пласт только для поддержания пластового давления на существующем уровне, очевидно, равняется сумме объемов добытой нефти, воды и газа, приведенных к пластовым условиям (Р, Т).

3. Компрессоры, необходимые для осуществления ППД, подбираются в соответствии с давлением на устье и общим расходом нагнетаемого газа.

При наличии на данном месторождении или поблизости мощного источника природного газа достаточно высокого давления его можно эффективно использовать для ППД. Это приводит к большому сокращению капитальных вложений, так как отпадает необходимость в строительстве компрессорных станций, и к сокращению энергетических затрат на закачку газа, составляющих главные статьи расходов на осуществление ППД закачкой газа в пласт. В качестве рабочего агента может быть использован не только сухой углеводородный газ, но и воздух, а также и углекислый газ - 002, если имеются его источники.

Газ в нагнетательные скважины обычно закачивают через НКТ, спускаемые до верхней части фильтра колонны. Кольцевое пространство между НКТ и обсадной колонной перекрывается пакером, устанавливаемым в нижней части НКТ. Это делается для изоляции колонны, которая не всегда выдерживает высокие давления закачки, а на истощенных месторождениях обсадные колонны из-за коррозии бывают негерметичными.

Прорывы нагнетаемого газа в отдельные добывающие скважины увеличивают его удельный расход н энергетические затраты на процесс. Поэтому важно своевременное их выявление и устранение. Прорывы газа в добывающие скважины происходят по наиболее проницаемым прослоям после вытеснения из них жидкости (нефти и воды). Для их выявления следят за величиной газового фактора в добывающих скважинах и за химическим составом газа. Особенно просто выявляются такие прорывы при закачке воздуха, когда в извлекаемом газе резко увеличивается содержание азота, сопровождаемое увеличением газового фактора.

Оборудование для закачки газа в пласт практически то же, что комплекс оборудования для компрессорного газлифта. Единственным отличием является упрощение скважинного оборудования. Вместо сложного оборудования типа Л, ЛП, ЛН применяется упрощенная схема с однорядным лифтом из НКТ в сочетании с пакером, воспринимающим перепад давления «снизу вверх». В связи с запретом использования воздуха производится закачка азота с помощью мобильных или транспортабельных компрессоров. Азот получают из атмосферного воздуха на кислородных станциях или поставляют в газовых баллонах.

Прогрессивным способом получения азота являются мембранные технологии, при которых через многослойные мембраны происходит избирательный перенос определенных веществ, например – азота. Полученный азот поступает непосредственно на прием компрессора, используемого для ППД.

Рис 4. Системы поддержания пластового давления

САЙКЛИНГ-ПРОЦЕСС — способ разработки газоконденсатных месторождений с поддержанием пластового давления посредством обратной закачки газа в продуктивный горизонт. При этом используется газ, добываемый на данном месторождении (а в случае необходимости — из других месторождений), после извлечения из него высококипящих углеводородов (С5+В).

Поддержание пластового давления препятствует происходящему вследствие ретроградной конденсации (см. Ретроградные явления) выделению в продуктивном горизонте из пластового газа высококипящих углеводородов, образующих газовый конденсат (который в противном случае является практически потерянным).

Сайклинг-процесс применяется в случае, когда имеется возможность консервации запасов газа данного месторождения в течение определённого времени. В зависимости от соотношения объёмов закачиваемого и добытого газов различают полный и частичный сайклинг-процесс.

Вывод:

зом

Работу выполнил: Малиновский М.А

Работу принял: Кожевников А.С

Дата и подпись: