Система поддержания пластового давления

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений. Технической задачей изобретения является снижение потери приемистости низкопроницаемых пластов, увеличение времени между очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления. Сущность изобретения заключается в том, что водовод в приустьевой зоне низкоприемистой нагнетательной скважины снабжен обратным клапаном, направляющим поток из водовода к низкоприемистой нагнетательной скважине. Причем обратный клапан обвязан байпасом, на котором установлены фильтр и обратный клапан, направляющий поток от низкоприемистой нагнетательной скважины к фильтру. Участок байпаса между обратным клапаном и фильтром снабжен патрубком отвода загрязнений. 1 ил.

 

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений, в частности при эксплуатации высоко- и низкопроницаемых пластов.

Известна система поддержания пластового давления, содержащая водоводы, насосы, разводящие водоводы, нагнетательные скважины (см. Еронин В.А. и др. Эксплуатация системы заводнения пластов. - М.: Недра, 1964, с.142-146).

Система позволяет транспортировать воду на каждый из нагнетательных рядов и далее до пласта для восполнения его энергии, расходуемой при добыче нефти.

Недостатком системы является то, что система не обеспечивает защиту призабойной зоны пласта от загрязнения нефтью и твердыми взвешенными частицами, содержащимися в закачиваемой воде, накопление которых в призабойной зоне пласта приводит к снижению приемистости.

Наиболее близкой к предлагаемой является "Система транспортирования воды для поддержания пластового давления (ППД)" в пластах с различной проницаемостью (Патент РФ №2166071 Е 21 В 43/20. Опубл. 27.04.2001, БИ №12), содержащая насосы, водоводы, нагнетательные скважины, очистные устройства, размещенные на водоводах скважин с низкопроницаемыми пластами.

Система позволяет транспортировать необходимое количество воды до различных нагнетательных скважин (одновременно или последовательно) для закачки в пласт, при этом имеется возможность подключать дополнительные скважины к разводящему водоводу с помощью ответвлений и производить путевую доочистку воды в соответствии с коллекторскими свойствами пластов.

Недостатком системы является то, что при прекращении закачки происходит перераспределение воды между низко - и высокоприемистыми скважинами, то есть происходит излив из низкоприемистых скважин в водовод, и из водовода - в высокоприемистые скважины, при этом выносимые с потоком изливающейся воды загрязнения загрязняют сам водовод, часть загрязнений (асфальтосмолистые вещества, парафины, твердые частицы) накапливается на стенках труб водоводов, повышая гидравлические потери. Кроме того, при возобновлении закачки воды в пласт часть вынесенных загрязнений, не удаленных из водовода, вновь попадает в призабойную зону пласта и кольматирует поровое пространство, снижая эффективность очистки.

Решаемая техническая задача состоит в том, что необходимо создать такую систему поддержания пластового давления, которая при минимальных затратах на реконструкцию имеющихся технологических схем обеспечивала бы возможность сохранения приемистости и очистки призабойной зоны пласта нагнетательных скважин и поддержание пластового давления как в высоко- , так и в низкопроницаемых пластах, при этом увеличивала бы межремонтный период работы нагнетательных скважин.

Технической задачей предлагаемого устройства (системы) является снижение потери приемистости пластов, увеличение времени между очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления.

Поставленная техническая задача решается описываемой системой поддержания пластового давления в пластах различной проницаемости, включающей насосы, водоводы, высоко- и низкоприемистые нагнетательные скважины.

Новым является то, что водовод в приустьевой зоне низкоприемистой нагнетательной скважины снабжен обратным клапаном, направляющим поток из водовода к низкоприемистой нагнетательной скважине, причем обратный клапан обвязан байпасом, на котором установлены фильтр и обратный клапан, направляющий поток от низкоприемистой нагнетательной скважины к фильтру, при этом участок байпаса между обратным клапаном и фильтром снабжен патрубком отвода загрязнений.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы авторам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемая система отвечает критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена схема предлагаемой системы поддержания пластового давления.

При этом на чертеже: I - закачка воды в пласт, II - излив воды из низкопроницаемого в высокопроницаемый пласт. III - удаляемые загрязнения.

Система поддержания пластового давления содержит насосы 1 в составе кустовой насосной станции (см. чертеж), водовод 2, нагнетательные скважины 3, вскрывшие пласты высокой проницаемости, нагнетательные скважины 4, вскрывшие пласты низкой проницаемости, обратный клапан 5, направляющий поток из водовода 2 к низкоприемистой нагнетательной скважине 4 с байпасной линией 7, на которой установлены фильтр 8 и обратный клапан 6, направляющий поток от низкоприемистой нагнетательной скважины 4 к фильтру 8, при этом участок байпаса 7 между обратным клапаном 6 и фильтром 8 снабжен патрубком 9 отвода загрязнений на переработку.

Система работает следующим образом.

Вода, подготовленная на головных очистных сооружениях, подается насосами 1 в водовод 2 и закачивается в нагнетательные скважины 3 и 4 для поддержания пластового давления в продуктивном пласте (см. чертеж). При закачке воды в низкоприемистую нагнетательную скважину 4 поток воды I движется по основному водоводу через открытый обратный клапан 5, при этом обратный клапан 6 закрывает байпасную линию 7, фильтр 8 не участвует в очистке воды потока I. В скважины 3 и 4 закачивается вода с низкой концентрацией нефтяных частиц и твердых взвешенных частиц (порядка 10...20 мг/л) и незначительных их размерах - порядка 2...20 мкм.

При остановке работы насосов 1 происходит излив части закачанной воды в единой гидродинамической системе из низкопроницаемых пластов через низкоприемистые нагнетательные скважины 4 в водоводы 2 и из водоводов 2 - в высокопроницаемые пласты, вскрытые высокоприемистыми нагнетательными скважинами 3. Изливающаяся жидкость содержит значительную концентрацию загрязнений (250...1200 мг/л, а в отдельных порциях - до десятков и сотен г/л), выносимых из призабойной зоны пласта. При движении потока излива II из низкоприемистой нагнетательной скважины 4 в водовод 2 происходит закрытие обратного клапана 5 водовода и открытие обратного клапана 6 на байпасной линии, в результате чего поток излива II, содержащий выносимые им загрязнения из призабойной зоны низкоприемистой нагнетательной скважины 4, направляют на фильтр 8, на котором происходит очистка воды излива от загрязнений. После фильтра 8 очищенная вода излива поступает в водовод 2 и далее через высокоприемистую скважину 3 в высокопроницаемые продуктивные пласты в единой гидродинамической системе. Уловленные загрязнения из фильтра 8 по мере их накопления удаляют промывкой через патрубок 9 на переработку при восстановлении закачки насосами 1 в низкоприемистую нагнетательную скважину 4 при открытом обратном клапане 5 и закрытом обратном клапане 6. Таким образом, система обеспечивает очистку воды от загрязнений в период излива из низкоприемистой скважины, который имеет место при наличии гидравлической связи между скважинами, вскрывшими пласты различной проницаемости, препятствуя попаданию загрязнений излива в водовод, в высокоприемистую скважину и повторному загрязнению призабойной зоны пласта низкоприемистых нагнетательных скважин.

Пример конкретного выполнения.

Имеется группа высокоприемистых нагнетательных скважин 3 с приемистостью 800 куб. метров в сутки при устьевом давлении 10 МПа и группа низкоприемистых нагнетательных скважин 5, имеющих приемистость от 50 до 200 куб. метров в сутки при устьевом давлении 15 МПа в единой гидродинамической системе.

Закачка воды ведется насосом КНС 1 (см. чертеж) через водоводы 2 в высокоприемистые нагнетательные скважины 3 (снабженные регуляторами расхода - штуцерами для ограничения объемов поступающей в них воды) и низкоприемистые нагнетательные скважины 4 через открытый обратный клапан 5 с расходом 1400 куб. метров в сутки и давлением на выкиде насоса 1 11 МПа (поток I). Обратный клапан 6 закрыт, движения воды по байпасной линии 7 нет, фильтр 8 не работает.

При остановке насосов 1, например, в соответствии с графиком периодической (циклической) закачки, создается депрессия до 5 МПа в гидравлической системе. Устьевое давление на низкоприемистых нагнетательных скважинах 4 падает до 10 МПа, и из скважин 4 с низкопроницаемыми коллекторами происходит излив жидкости (поток II) в водоводы 2 и из водоводов в скважины 3 с высокопроницаемыми коллекторами через высокоприемистые скважины 3 в объеме порядка 10...20 куб. метров. При этом происходит закрытие обратного клапана 5 и открытие обратного клапана 6, поток излива направляют по байпасной линии 7 через фильтр 8. При движении жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин в водовод происходит вынос загрязнений из призабойной зоны пласта, состоящих в основном из твердых и нефтяных частиц. Максимальные размеры мелкодисперсных загрязняющих частиц в изливе составляют 60 мкм, а крупных включений - до 20 мм. Концентрация твердых взвешенных частиц - до 200 мг/л. Концентрация нефтяных частиц изменяется в интервале от 250 до 1200 мг/л, достигая в пике величины 143000 мг/л (промысловые данные). При прохождении воды излива с загрязнениями, вынесенными из призабойной зоны низкопроницаемых коллекторов, через фильтр 8 из нее улавливают нефть и твердые взвешенные частицы. Вода, из которой удалили 90% загрязнений, с остаточными мелкодисперсными загрязнениями поступает в водовод 2 и далее в высокоприемистые скважины 3. Загрязнения, уловленные на очистном устройстве 8, отводятся на переработку через патрубок 9 (поток III) при возобновлении закачки в скважину 4.

Использование данного предложения позволяет с помощью существующей системы ППД снизить потери приемистости пластов, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.

Система поддержания пластового давления, включающая насосы, водоводы, высоко- и низкоприемистые нагнетательные скважины, отличающаяся тем, что водовод в приустьевой зоне низкоприемистой нагнетательной скважины снабжен обратным клапаном, направляющим поток из водовода к низкоприемистой нагнетательной скважине, причем обратный клапан обвязан байпасом, на котором установлены фильтр и обратный клапан, направляющий поток от низкоприемистой нагнетательной скважины к фильтру, при этом участок байпаса между обратным клапаном и фильтром снабжен патрубком отвода загрязнений.