Вопрос 7.12; Использование пресной воды, водозаборы.
Для ППД при разработке нефтяных месторождений, кроме пластовых сточных вод, используются пресные воды рек, озер, водохранилищ, которые негут в себе, особенно весной, большое количество механических примесей. Их закачка в продуктивные горизонты возможна лишь при соответствующей очистке. Для ППД часто используют также пресные грунтовые воды, получаемые из артезианских скважин, из под-русел рек, а также из водоносных горизонтов, лежащих выше разрабатываемых нефтяных пластов. Большим преимуществом этих вод является то, что состав их практически не меняется по сезонам года, они содержат мало взвешенных твердых частиц и могут использоваться для заводнения без очистки. Водозаборные сооружения предназначены для забора воды из источников и подачи ее в водопроводную сеть или на водоочистную установку, водозаборы могут быть открытых водоемов и порусловые. В большинстве случаев используют подрусловые водозаборы. В зависимости от местности и применяемого оборудования при использовании подрусловых вод водозаборы могут быть: !) сифонные, когда устья гюдруслооых скважин связаны с сифонным коллектором;
При сифонном водозаборе вода (рис. 56) через песчаную подушку 1 фильтруется в подрусловую скважину 2, из которой вакуум-насосм 4 подается в групповой сифонный коллектор 3, а из него в вакуум-котлы 5, 6 3 9 Ш '/ !? ft- ij Рис. 56 Сифонный водозабор. Сифонный коллектор 3 располагают параллельно берегу реки с небольшим уклоном в сторону насосной станции 6. Из вакуум-котлов 5 вода центробежным насосом 7 подается в нагнетательный трубопровод 8, а затем в магистральный водовод 9. Из магистрального водовода 9 она поступает по водоводам 10, идущим к подземным резервуарам 11 кустовых насосных станций 13, после чего по приемному трубопроводу 12 к центробежным насосам высокого давления 14 и закачивается через распределительный коллектор по отдельным трубопроводам 15 в нагнетательные скважины. Подрусловые скважины 2 глубиной не более 90 м бурят на расстоянии 70-90 м от берега реки при расстояниях между ними не более 170 м. Стенки этих скважин крепят 300-мм обсадными трубами, в которые спускают 200-мм водоподъемные трубы. Устье их представляет круглое бетонное кольцо (колодец) с герметичным люком. Диаметр колодца 1,5 м, а глубина его зависит от глубины заложения сифонного коллектора 3. Главная часть сифонного водозабора - насосная станция 6 первого подъема, оборудованная центробежными насосами 7 с различной подачей в зависимости от суммарного дебита водозабора. Для создания вакуума в сифонной системе предусмотрены вакуум-насосы. Станция представляет собой железобетонный колодец диаметром 6-10 м, глубиной подземной части 9-17 м и высотой наземной части 5,7 -6,5 м. В нижней части станции расположены насосное оборудование и вакуум котлы, а в наземной на специальной площадке - электрораспределительное устройство. Водозаборы сифонного типа просты и удобны в эксплуатации и могут быть рекомендованы как основные при условии высокого стояния уровня подрусловых вод. При водозаборах с индивидуальными насосами в каждую подрусловую скважину, в которых уровень воды находится низко от поверхности земли, спускают вертикальные погружные центробежные насосы, которыми вода подается сразу на станцию второго подъема. Строительство водозаборов с индивидуальными насосными установками в условиях высокого уровня подрусловых вод считается нецелесообразным. Такие установки необходимы для районов с низким уровнем грунтовых вод (менее 8 м), когда сифоном поднять воду из скважины невозможно. Вопрос 7.13: Технологический процесс водоподготовки. Как правило, воды артезианских скважин и глубинных водоносных горизонтов применяют для заводнения без какой-либо их подготовки. Однако часто воды предназначенные для закачки в пласт (поверхностных водоемов), загрязнены механическими примесями и солями железа. В результате при закачке в продуктивные пласты резко уменьшается приемистость нагнетательных скважин и снижается эффективность процесса ППД. В зависимости от свойств воды схема подготовки ее может быть различной. На рис. 57 показана схема водоочистной станции при использовании для нагнетания в пласт воды из открытых водоемов. Вода насосами 1 первого подъема подается в смеситель 3 и дозируется необходимым количеством коагулянта из устройства 2. Затем она попадает в осветлитель 4, в котором оседает основное количество взвешенных частиц, и выходит с небольшим содержанием механических примесей, задерживающихся в фильтрах 5. Очищенная вода накапливается в резервуарах 6, из которых насосами 7 второго подъема направляется на кустовые насосные станции и далее распределяется по нагнетательным скважинам. Насос 8 применяют для промывки фильтров. На водоочистных станциях для подготовки воды открытых водоемов проводят, как правило, следующие операции: 1) осветление мутных вод коагулированием; 2) декарбонизацию; 3) обезжелези-вание; 4) стабилизацию. Осветление мутных вод коагулированием. Так как содержащиеся в поверхностных водах взвешенные частицы практически не осаждаются под действием силы тяжести, их укрупняют. Укрупнение взвешенных частиц с образованием осаждающихся хлопьев называется коагуляцией. Реагенты, добавляемые к воде для того, чтобы прошла коагуляция, называют коагулянтами. Наиболее часто в качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий A1(SO4)3, хлорное железо FeCl3 и реже железный купорос FeSO4. Декарбонизация. Иногда в воде содержится большое количество бикарбонатов кальция и магния. Отлагаясь в пласте, соли магния и кальция могут способствовать существенному снижению приемистости нагнетательных скважин. Во избежании отложений солей воду следует декарбонизировать. Наиболее распространенный способ декарбонизации заключается в подщелачивании ее гашеной известью. Обезжелезивание. Содержание солей железа в воде может способствовать быстрому снижению приемистости нагнетательных скважин вследствие загрязнения их фильтрующих поверхностей железистыми осадками. Для удаления солей железа из естественных вод применяют аэрацию, известкование, коагулирование. Обычно аэрацию рекомендуется использовать при содержании в воде небольшого количества бикарбонатов закиси железа. Аэрация (процесс обогащения кислородом воздуха) проводится либо в открытых бассейнах, либо в специальных градирнях, где вода, разбиваясь на мелкие струйки, контактирует с воздухом на большой поверхности. Конечный продукт аэрации - гидрат окиси железа Fe(OH)3, который, укрупнялся, оседает в воде в виде хлопьев. Недостаток обезжелезивания воды аэрацией - обогащение ее кислородом, что вызывает коррозию оборудования. Кроме того, при этом из воды удаляются не все соли железа, да и сам процесс связан с необходимостью использования весьма громоздкого оборудования. Практически для удаления солей железа применяют щелочной реагент - известковое молоко. Стабилизация. В закачиваемой воде могут содержаться соли железа, образовавшиеся в результате коррозии стальных труб и резервуаров, и сероводород. Особенно часто коррозия происходит в тех случаях, когда приемистость нагнетательных скважин незначительная и закачиваемая вода длительное время находится в трубах и резервуарах. Для борьбы с коррозией прибегают к стабилизации воды путем подкисления ее или подщелачива-ния, что значительно усложняет процесс водоподготовки. Для упрощения процесса в воду добавляют небольшое количество гексаметафосфата натрия. Для подготовки больших количеств воды применяют следующий комплекс сооружений: устройство для растворения и дозировки коагулянта; смесители, в которых вода смешивается с коагулянтом; осветлители, представляющие собой конусный резервуар с нижней подачей воды и предназначенные для образования хлопьев и удаления из них воды; отстойники, в которых осаждаются хлопья; специальные фильтры, назначение которых - удерживать, отделять из воды оставшиеся взвешенные частицы. Вопрос 7.14: Использование подземных вод для заводнения пластов. Для заводнения пластов на ряде месторождений используют подземные воды водоносных горизонтов, залегающих выше или ниже продуктивных пластов. С целью предупреждения возможности контакта растворенной в воде закиси железа с кислородом воздуха и образования и выпадения в осадок гидроокиси железа закачку подземных вод проводят по закрытой системе. На рис. 58 показана схема закачки подземных вод в нефтяные пласты. Вода из водозаборных скважин 1 самотеком или с помощью насосов 2 с большой подачей поступает на блочную кустовую насосную станцию (БКНС), откуда по системе разводящих водоводов закачивается в нагнетательные скважины 3. В этом случае исключается необходимость строительства речных водозаборных станций водоподъема и уменьшается протяженность магистральных водоводов. На месторождениях Западной Сибири по такой схеме к одной БКНС вода подается из двух-трех водозаборных скважин. Объем воды достаточен для закачки в шесть-десять нагнетательных скважин. Предусмотрена также схема принудительного межскважинного перетока воды из водозаборной скважины насосной установкой, минуя БКНС, подается непосредственно в нагнетательные скважины, число которых определяется соотношением их суммарной приемистости и производительности водозаборной скважины. Для проведения принудительного межскважинного перетока применяют погружные центробежные насосы. При низкой продуктивности водоносного пласта вода закачивается в одну нагнетательную скважину.
Арматура устьевая нагнетательная 8. Подготовка воды для заводнения В настоящее время для закачки в пласт используют в основном сточные воды. Сточная вода - смесь пластовой воды, отделенной от нефти в процессе деэмульсации, пресной (технологической), отделенной при обессолевании, и промышленных стоков нефтедобычи. Вода для закачки в пласт должна соответствовать требованиям, установленным исследованиями для конкретного месторождения. По нормативам Баш НИПИнефть, ее качество должно соответствовать данным, табл. 15. 14 Таблица 15.14
Подготовка воды осуществляется но открытой (рис. 15.37) или закрытой (рис. 15.38) схемам. Характеристика воды, например, Туймазинского месторождения, приведена в табл. 15.15
Рис.15.40. Промышленный фильтр: 1- дренаж; 2- граблевые мешалки; 3- электродвигатель; 4-редук-тор; 5- водовод; 6- сброс промывочной воды;
В качестве фильтров на конечной стадии очистки могут применяться резервуары-отстойники с гидрофобным или песчано-гравийном наполннтелем(рис. 15.39. 15.40.) Разработаны конструкции напорных фильтров(рис. 15.41).
Рис. 15.41. Напорный фильтр: 1- дренажная труба; 2- дырчатое дно с колпачками; 3- коллектор промывки, 4-песок; 5- распределительная воронка
1- напорные фильтры; 2- отстойник промывной воды; 3- промежуточный отстойник; 4- промывной насос; 5- технологический насос; 6- на илонакопитель; 7- в систему заводнения. I-промывочная вода
|
2) индивидуальные, когда в скважину спущен центробежный насос, подающий воду в резервуары станции второго подъема (при этом отпадает необходимость строительства станции первого подъема).
Рис. 57 Принципиальная схема водоочистной станции.
Рис. 15.42 Технологическая схема блока напорных фильтров:
