Согласно промысловым данным рекомендуется ограничить расход длительного излива величиной не более 3 – 4 м³/ч, обеспечивающей интенсивный вынос загрязняющих ПЗП частиц и не приводящей к «схлопыванию» пласта.

Расчетные значения скорости восходящего потока в НКТ различных типоразмеров приведены в таблице 1.5.2 [13].

Таблица 1.5.2

Скорость восходящего потока в НКТ во время излива скважин[13].

Величину расхода при длительном изливе следует ограничить во избежание появления эффекта схлопывания пласта (снижение избыточного давления в ПЗП, в результате чего открытые поры и трещины смыкаются, находящийся в них кольматирующий материал защемляется и при установившихся незначительных перепадах давления и низких скоростях движения не будет выноситься к забою скважины). Минимальная величина расхода излива определяется исходя из уравнения Стокса для скорости ν (м/с) осаждения твердых частиц в жидкости:

(1.5.15)

где 0,75 – коэффициент, учитывающий отклонение форм частиц от

шарообразной;

d – диаметр частиц (0,0005 и 0,001), м;

ρ_ч – плотность частиц (1150), кг/м³;

ρ_в – плотность промывочной жидкости (1180), кг/м³;

μ_в – динамическая вязкость промывочной жидкости, Па с (1,3мПа с)

Задача 1.11. Рассчитать объем изливаемого количества жидкости и скорость подъема загрязнителя при следующих исходных данных: диаметр эксплуатационной колоны 146мм с толщиной стенки 8мм, диаметр НКТ 60мм, с толщиной стенки 5,5 мм, глубина спуска НКТ 1645м, глубина до подошвы перфорационного пласта 1672,2 м, длина водовода от скважины до тройника 500м, длина водовода от скважины до КНС 1000м, толщина пласта 5,7 м, внутренний диаметр водовода 86мм.

1. Расчет объемов изливемого количества жидкости

1) м;

м²;

м³;

2) м;

м³;

3) м²;

м²;

м³;

4) м²;

м³;

5) м³;

При изливе в высокоприемистую скважину в единой гидродинамической системе:

м³;

При изливе в водовоз:

м³;

При изливе в дренажную емкость:

м³.

2. Расчет скорости подъема загрязнителя

Скорость осаждения частиц диаметром 0,0005 м:

Скорость осаждения частиц диаметром 0,001 м:

По результатам расчета скорости осаждения частиц и из таблицы 1.5.2 видно, что при расходе 3 – 4 м³/ч обеспечивается выносные скорости в НКТ нагнетательных скважин.

2. Современные требования ППД

Для увеличения объемов добычи нефти из слабопродуктивных горизонтов кроме ужесточения требований к качеству воды, невозможно обойтись без разработки и предъявления новых требований к системе нефтегазосбора, подготовки нефти, а также новых подходов к закачке воды на базе каскадных технологий.

Основные принципы работы каскадной технологии очистки сточных вод заключаются в следующем [4]:

1. Для того, чтобы нефть вышла из пор и капиллярных каналов, необходи­мо чтобы в качестве вытесняющего агента в них имела возможность войти вода.

2. Для того, чтобы вода могла войти в капилляры и поры, необходимо, что­бы она не содержала опасных для достижения этой цели кольматирующих иементов в виде твердых взвешенных частиц (ТВЧ) и т.д.

3. Для того, чтобы вода не содержала опасных с точки зрения кольматации пори каналов элементов, нужно их удалить.

При закачке в пласт любых флюидов, в том числе идеально чистых, происходят эффекты самокольматации пласта несцементированными частицами, содержащимися в любом из них. Эти процессы имеют место как в зоне перемещения нефти к призабойной зоне добывающих скважин, так и в зоне движения закачиваемой воды со стороны нагнетательных скважин. В связи с этим имеет место ухудшение коллекторских свойств пласта (пористости, проницаемости) и снижение как приемистости нагнетательных, так и продуктивности добывающих скважин.

Закачка в пласты чистой воды существенно улучшает условия вытеснения нефти и тормозит ухудшение коллекторских свойств пласта, обеспечивая вытеснение нефти из большего числа порово-трещинных каналов, увеличивая темсамым нефтеотдачу пластов. Если необходимо получать нефть из пластов с ухудшенными коллекторскими свойствами, это может быть достигнуто только применением для закачки в пласт чистой воды. Чистая вода является универсальным и главным инструментом системы разработки нефтяных месторождений так как вытесняет не только нефть, но и продвигает вперед любые виды оторочек, гелей и т.д. Применение чистой воды после закачки грязной позволяет существенно очистить призабойную зону пласта за счет продвижения части кольматирующего материала в его отдаленные зоны. Использование более чистой, чем прежде, воды перед операцией излива позволяет существенно очи­стить порово-трещинные каналы призабойной зоны. Изначальная закачка чистой воды в пласты с низкими коллекторскими свойствами позволяет извлечь значи­тельные объемы нефти, которые были отнесены к категории трудно- или не извлекаемых. Применение чистой воды для закачки в пласт с хорошими коллек­торскими свойствами после использования воды более низкого качества позво­ляет дополнительно вытеснить нефть из той части трещинно-порового простран­ства минимальных размеров, которая ранее не была охвачена воздействием относительно загрязненных вод.

Эффективность применения каскадной технологии очистки сточных вод связана с вовлечением в разработку пластов низкой проницаемости и увеличени­ем извлекаемых запасов нефти из пластов любых категорий при закачке воды повышенного качества за счет исключения процессов кольматации пор и опасного уменьшения открытой пористости пластов т₀; со снижением объемов очистки воды по высшему качеству; с сокращением затрат на электроэнергию для закачки воды за счет снижения темпов роста давления закачки при сохранении приемистости скважин; с увеличением межремонтных периодов, связанных с обработкой призабойной зоны (ОПЗ), и полученной в результате этого дополнительной добычей нефти. Также прогнозируется снижение числа порывов водоводов за счет уменьшения перепада давлений; сокращение затрат на ремонтные работы, связанные с обработкой призабойной зоны (ОПЗ); уменьшение объемов шламов при изливах нагнетательных скважин при ремонтных работах; снижение доли неэффективных затрат, связанных с бесполезной закачкой воды низкого качества в пласты, куда она не могла поступить из-за кольматации пор ТВЧ.

Для каждой скважины качество воды должно рассчитываться с полным учетом их коллекторских свойств по методикам НТЦ «ЭКОТЕХ».

Каскадная технология очистки закачиваемых вод предусматривает очистку закачиваемых вод в несколько ступеней, осуществляемых на действующих очистных сооружениях до базового уровня с последующей дифференцированной доочисткой на КНС и отдельных скважинах.

Набор оборудования, применяемого при этом, определяется (см. рис. 2.1) коллекторскими свойствами скважин, их количеством и размещением по площади.

Рис. 2.1. Принципиальная схема каскадной технологии очистки закачиваемых вод

1 – головные очистные сооружения 1 группы качества воды; 2 – гребенка; 3 – водоводы первой группы качества; 4 – КНС; 5 – узел доочистки воды второй ступени; 6 – водовод для воды второй ступени очистки; 7 - узел доочистки воды третьей ступени; 8 - водовод для воды третьей ступени очистки; 9 – узел очистки воды четвертой ступени; 10-13 – нагнетательные скважины, принявшие воду I, II, III, IV ступени очистки.