Система закачки подземных вод в нефтяной пласт
Владельцы патента RU 2431739:
Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к системе закачки подземных вод в нефтяной пласт. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности закачки подземных вод в нефтяной пласт за счет повышения управляемости и гибкости системы при изменении технологических условий. Система закачки подземных вод в нефтяной пласт включает сообщающиеся водоводами водозаборные и нагнетательные скважины, погружные насосы, размещенные в водозаборных скважинах, нагнетательные скважины. Нагнетательные скважины объединены в группы скважин, работают при одинаковых давлениях нагнетания от отдельных водозаборных скважин. В группе скважин с наименьшим давлением как минимум одна из водозаборных скважин оснащена частотно-регулируемым приводом (ЧРП). При этом водоводы других групп скважин соединены соответствующими перемычками с регулируемым гидросопротивлением с водоводом этой группы скважин с ЧРП для перераспределения общего объема закачки этими ЧРП при остановке одной или более нагнетательных скважин в любой из групп скважин. 2 ил., 1 табл.
Предложение относится к системе закачки подземных вод в нефтяной пласт, предназначенной для использования в нефтегазодобывающей промышленности.
Известна система закачки подземных вод в нефтяной пласт, включающая сообщающиеся водоводами высокого давления водозаборную и нагнетательные скважины, погружной насос. Пластовая вода из водозаборной скважины погружным центробежным насосом подается непосредственно в нагнетательные скважины, число которых определяется соотношением их суммарной приемистости и производительности водозаборной скважины (см. Ф.С.Абдулин. Добыча нефти и газа. -М.: Недра, 1983, с.61).
Данная система закачки подземных вод в нефтяной пласт принята за аналог и наиболее близкий аналог.
Недостатком известной системы закачки подземных вод в нефтяной пласт в условиях разработки нефтяных месторождений на поздней стадии является то, что по технологическим причинам необходимо отключить группу нагнетательных скважин, в результате чего происходит закачка лишнего объема воды в продуктивные пласты нагнетательных скважин. Закачку необходимого объема воды в каждую нагнетательную скважину можно осуществить, используя размещенный погружной насос на водозаборных скважинах с оснащением частотно-регулируемым приводом (ЧРП). Однако использование погружных насосов с оснащением их частотно-регулируемыми приводами на водозаборных скважинах приводит к значительному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат ввиду значительной стоимости ЧРП.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение закачки необходимого объема воды в каждую нагнетательную скважину за счет использования минимального количества частотно-регулируемых приводов на погружных насосах водозаборных скважин, а сообщающие водоводы водозаборных и нагнетательных скважин позволяют осуществлять закачку от погружных насосов водозаборных скважин с частотно-регулируемыми приводами в любую из нагнетательных скважин.
Техническая задача решается предлагаемой системой закачки подземных вод в нефтяной пласт, включающей сообщающиеся водоводами водозаборные и нагнетательные скважины, погружные насосы, размещенные в водозаборных скважинах, нагнетательные скважины, объединенные в группы скважин, работающие при одинаковых давлениях нагнетания от отдельных водозаборных скважин.
Новым является то, что в группе скважин с наименьшим давлением как минимум одна из водозаборных скважин оснащена частотно-регулируемым приводом, при этом водоводы других групп скважин соединены соответствующими перемычками с регулируемым гидросопротивлением с водоводом этой группы скважин с ЧРП для перераспределения общего объема закачки этими ЧРП при остановке одной или более нагнетательных скважин в любой из групп скважин.
На фиг.1 представлена технологическая схема закачки подземных вод в нефтяной пласт.
На фиг.2 представлена выноска А регулируемого гидросопротивления, состоящего (варианты): а) из регулируемой задвижки и дополнительного регулируемого вентиля; б) из электрифицированной задвижки и датчика давления.
Выделяют группу скважин с наибольшим давлением - I группа и группу скважин с наименьшим давлением - II группа (см. фиг.1), при этом давление нагнетания в нагнетательные скважины I группы больше давления нагнетания в нагнетательные скважины II группы (РI>РII).
Схема содержит водозаборные скважины 1, 2, 3, нагнетательные скважины 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, погружные насосы (на схеме не показаны), размещенные в водозаборных скважинах 1, 2, 3, водоводы 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, сообщающие водозаборные скважины 1, 2, 3 и нагнетательные скважины 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. Схема содержит перемычку 27 с регулируемым гидросопротивлением 28, состоящим из регулируемой задвижки 29 и дополнительного регулируемого вентиля 30 (см. фиг.2, вариант а), с регулируемым гидросопротивлением 28, состоящим из электрифицированной задвижки 31 и датчика давления 32 (см. фиг.2, вариант б), частотно-регулируемый привод 33, размещенный на водозаборной скважине 3, датчик давления 34.
Перемычка 27 с регулируемым гидросопротивлением 28 соединяет группу скважин с наибольшим давлением - I группа и группу скважин с наименьшим давлением - II группа (см. фиг.1) для исключения несанкционированных перетоков.
Схема работает следующим образом (см. фиг.1, фиг.2). Предлагаемая система закачки подземных вод в нефтяной пласт предусматривает закачку погружным насосом водозаборной скважины 1 через водоводы 16, 17, 18, 19 в нагнетательные скважины 4, 5, 6, 7, 8 (группу скважин с наибольшим давлением - I группа) и закачку насосами водозаборных скважин 2, 3 через водоводы 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 в нагнетательные скважины 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 (группу скважин с наименьшим давлением - II группа).
При технологической остановке одной или нескольких нагнетательных скважин (например, проведение капитального ремонта, перевод на циклическую закачку и др.), например, в I группе происходит перераспределение потока воды в системе водоводов 16, 17, 18, 19. При этом часть воды, не закачанная в нагнетательные скважины I группы, поступает через перемычку 27 с регулируемым гидросопротивлением 28 в систему водоводов 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 нагнетательных скважин II группы. Давление нагнетательных скважин II группы повышается, что фиксирует датчик давления 34, который дает команду на частотно-регулируемый привод 33 насоса (на схеме не показан), размещенный на водозаборной скважине 3. В результате чего погружной насос (на схеме не показан) с частотно-регулируемым приводом 33 водозаборной скважины 3 уменьшает подачу объема воды в нагнетательные скважины II группы на величину не закачанной в нагнетательные скважины I группы.
Пример конкретного выполнения.
Рассмотрим пример конкретного выполнения, когда предлагаемая система закачки подземных вод в нефтяной пласт предусматривает закачку погружным насосом водозаборной скважины 1 через водоводы 16, 17, 18, 19 в нагнетательные скважины 4, 5, 6, 7, 8 (группу скважин с наибольшим давлением, находящимся в интервале 13,5-14,2 МПа - I группа) и закачку насосами водозаборных скважин 2, 3 через водоводы 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 в нагнетательные скважины 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 (группу скважин с наименьшим давлением, находящимся в интервале 11,0-12,0 МПа - II группа).
В соответствии с заданием по закачке за определенный период времени - одни сутки (24 часа) в нагнетательные скважины I группы 4, 5, 6, 7, 8 (см. фиг.1) через водоводы 16, 17, 18, 19 необходимо закачать 125 м3 воды погружным насосом УЭЦН 125-1400 (на схеме не показан) водозаборной скважины 1. Суточная закачка 125 м3 воды распределяется по нагнетательным скважинам следующим образом: скважина 4-30 м3/сут; скважина 5-25 м3/сут; скважина 6-25 м3/сут; скважина 7-20 м3/сут; 8-25 м3/сут.
В соответствии с заданием по закачке за определенный период времени - одни сутки (24 часа) в нагнетательные скважины II группы 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 (см. фиг.1) через водоводы 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 необходимо закачать 500 м3 воды погружным насосом УЭЦН 250-1200 (на схеме не показан) водозаборной скважины 2, погружным насосом УЭЦН 250-1200 (на схеме не показан) с частотно-регулируемым приводом 33 водозаборной скважины 3. Суточная закачка 500 м3 воды распределяется по нагнетательным скважинам следующим образом: скважина 9-40 м3/сут; скважина 10-50 м3/сут; скважина 11-60 м3/сут; скважина 12-40 м3/сут; скважина 13-60 м3/сут; скважина 14-130 м3/сут; скважина 15-120 м3/сут.
При технологической остановке нагнетательной скважины 4 (например, проведение капитального ремонта) в I группе происходит перераспределение потока воды в системе водоводов 16, 17, 18, 19. При этом часть воды в объеме 30 м3/сут, не закачанная в нагнетательные скважины I группы, поступает через перемычку 27 с регулируемым гидросопротивлением 28 в систему водоводов 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 нагнетательных скважин II группы. Давление нагнетательных скважин II группы повышается, что фиксирует датчик давления 34, который дает команду на частотно-регулируемый привод 33 насоса (на схеме не показан), размещенный на водозаборной скважине 3. В результате чего погружной насос УЭЦН 250-1200 (на схеме не показан) с частотно-регулируемым приводом 33 водозаборной скважины 3 уменьшает подачу объема воды в нагнетательные скважины II группы на величину 30 м3/сут, не закачанной в нагнетательные скважины I группы.
В таблице представлены сравнительные показатели известной (наиболее близкого аналога) и предлагаемой системы закачки подземных вод в нефтяной пласт в нагнетательные скважины.
| Таблица | ||
| Сравнительные показатели известной и предлагаемой систем | ||
| Показатель | Значения показателей при известной (наиболее близкий аналог) и предлагаемой системах | |
| известная | предлагаемая | |
| Закачка технологической воды, тыс. м3/год | 127,8 | 127,8 |
| Стоимость используемого оборудования, всего, тыс. руб. | 2310,0 | 1871,1 |
| в том числе: | ||
| - погружной насос УЭЦН 125-1400 с ЧРП | 670,0 | |
| - погружной насос УЭЦН 250-1200 с ЧРП | 820,0 | |
| - погружной насос УЭЦН 250-1200 с ЧРП | 820,0 | 820,0 |
| - погружной насос УЭЦН 125-1400 без ЧРП | 380,0 | |
| - погружной насос УЭЦН 250-1200 без ЧРП | 450,0 | |
| - перемычка L=80 м, D=89×7 мм | 92,6 | |
| - регулируемое гидросопротивление | 117,5 | |
| - датчик давления | 11,0 | |
| Затраты энергии на закачку воды, кВт·час/год | 967,5 | 963,5 |
| Затраты энергии на закачку воды, тыс. руб./год | 2709,0 | 2697,8 |
| Эксплуатационные затраты на закачку воды, тыс. руб./год | 5019,0 | 4568,9 |
Из таблицы видно, что при близких по величине затратах электроэнергии на закачку воды по известной и предлагаемой системам (порядка 2,7 млн руб.) в предлагаемой системе закачки подземных вод в нефтяной пласт стоимость используемого оборудования на 438 тыс. руб. (19,0%) ниже, чем по известной системе.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы закачки подземных вод в нефтяной пласт достигается за счет оптимизации технологической схемы путем перераспределения общего объема закачки по всем нагнетательным скважинам (при остановке одной или более нагнетательной скважины) с использованием минимального количества насосов с частотно-регулируемыми приводами при незначительных затратах на переобвязку технологической схемы водоводов.
Использование данного изобретения в нефтяной промышленности позволяет снизить затраты на единицу (1 м3) закачиваемой воды и в конечном итоге снизить себестоимость единицы добытой нефти (1 т) за счет:
- снижения стоимости используемого оборудования;
- повышения управляемости и гибкости системы при изменении технологических условий.
Таким образом, использование данного изобретения позволит снизить материальные затраты на строительство, обслуживание и ремонт систем закачки воды.
Система закачки подземных вод в нефтяной пласт, включающая сообщающиеся водоводами водозаборные и нагнетательные скважины, погружные насосы, размещенные в водозаборных скважинах, нагнетательные скважины, объединенные в группы скважин, работающие при одинаковых давлениях нагнетания от отдельных водозаборных скважин, отличающаяся тем, что в группе скважин с наименьшим давлением как минимум одна из водозаборных скважин оснащена частотно-регулируемым приводом (ЧРП), при этом водоводы других групп скважин соединены соответствующими перемычками с регулируемым гидросопротивлением с водоводом этой группы скважин с ЧРП для перераспределения общего объема закачки этими ЧРП при остановке одной или более нагнетательных скважин в любой из групп скважин.
