ПОДГОТОВКА ВОДЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ ППД
Принципиальная схема сбора, подготовки и закачки сточных вод Нагнетательная скважина Сточные воды: пластовые воды 85–88 % пресные воды 10–12 % ливневые воды 2–3 %
Сточные нефтепромысловые воды, поступающие на очистку, содержат : капельной нефти 100 – 500 мг/л твердых взвешенных частиц 50 – 150 мг/л Размеры загрязняющих частиц от 2 до 60 мкм. Основная объемная доля загрязнений приходится на частицы диаметром 12 – 16 мкм
ВОДА ДЛЯ ЗАВОДНЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ОСТ 39-225-88
1 ПОКАЗАТЕЛИ И НОРМЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ Значение рН должно находиться в пределах от 4,5 до 8,5. Фильтрационная характеристика При снижении коэффициента премистости нагнетательных скважин с начала закачки воды на 20% следует проводить работы по восстановлению фильтрационной характеристики призабойной зоны и, при необходимости, улучшать качество закачиваемой воды. Совместимость с пластовой водой и породой При контакте в пластовых условиях закачиваемой воды с пластовой водой и породой коллектора может быть допущено снижение фильтрационной характеристики в соответствии с п.2. Размер частиц механических примесей и эмульгированной нефти 4. При закачке воды в поровые коллекторы проницаемостью свыше 0,1 мкм 2 должно быть 90% частиц не крупнее 5 мкм; При закачке воды в поровые коллекторы проницаемостью до 0,1 мкм 2 - не крупнее 1 мкм.
Содержание нефти и механических примесей 6. В зависимости от проницаемости и относительной трещиноватости коллектора допустимое содержание нефти и механических примесей устанавливается по таблице 1 приложения1. Содержание растворенного кислорода 7. Содержание растворенного кислорода не должно превышать 0,5 мг/л. Набухаемость пластовых глин 8. Набухаемость глин коллекторов в закачиваемой воде не должна превышать значения их набухаемости в воде конкретного месторождения. Коррозионная активность 9. При коррозионной активности воды свыше 0,1 мм/год необходимо предусматривать мероприятия по антикоррозионной защите трубопроводов и оборудования.
Содержание сероводорода 10. В воде, нагнетаемой в продуктивные коллектора, пластовые воды которых не содержат сероводорода или содержат ионы железа, сероводород должен отсутствовать. Наличие сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) 11. Не допускается присутствие СВБ в воде, предназначенной для закачки в пласты, нефть, газ и вода которых не содержат сероводород. Содержание ионов трехвалентного железа 12. При заводнении продуктивных пластов, содержащих сероводород, устанавливать возможность образования сернистого железа, необходимость и мероприятия для удаления ионов трехвалентного железа из воды.
Нормы качества воды для системы ППД ВИД КОЛЛЕКТОРА ДОПУСТИМОЕ СОДЕРЖАНИЕ, мг / л нефти мех.примесей железа Пористо-трещиноватый, трещиноватый 25 30 2 Слаботрещиноватый 15 10 1 Гранулярный 1 2 0,5
2 КОНТРОЛЬ ЗА КАЧЕСТВОМ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ И ПЕРИОДИЧНОСТЬ ОТБОРА ПРОБ 2.1 Технологические приемы очистки и подготовки воды выбирают в соответствии с приложением 2. 2.2 Контроль за качеством подготовленной для заводнения воды осуществлять: на выходе из водоочистной установки и на устье наиболее удаленной нагнетательной скважины. 2.3 Периодичность контроля качества воды устанавливается по согласованию технологической и геологической службами производственных объединений в зависимости от свойств закачиваемой воды и характеристики продуктивных коллекторов.
Горячая вода с УПН Отделенная вода Уловленная нефть Эмульсия Очищенная вода Эмульсия Обезвожен- ная нефть 1 – каплеобразователь, 2 – резервуар-отстойник с жидкостным гидрофильным фильтром, 3 – резервуар-отстойник с жидкостным гидрофобным фильтром, 4 – емкость, 5 – насос
А – отстойные отсеки, Б – фильтрационные отсеки, В – приемный отсек Механические примеси Вход воды Вывод воды Вывод нефти
Флотационная зона Отстойная зона Нефть Шлам Газ Вода Желоб Ввод воды Корпус
Вид оборудования Содержание нефти в воде, мг/л Начальное Конечное Нефтеловушки 400-3500 50-100 * Фильтры 50-200 10-18 Флотаторы 100-150 15-20 Отстойники 500-2000 20 Биологическая очистка 204-50 5-10 Комплекс «фильтр-коагулятор - фильтр тонкой очистки» 20-500 1-5 Справочник ? Эффективность очистки сточных вод от нефти
Каскадная система ППД и очистки вод для закачки в пласт ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Извлечение нефти, не поддающейся вытеснению традиционными средствами. Выработка высоко- и слабопроницаемых пластов.
Причины неудовлетворительного качества очищенных вод : незащищенность установок подготовки нефти и очистных сооружений (ОС) от неконтролируемого поступления грязи из системы нефтегазосбора; повышенные нагрузки (расходы) воды на ОС; вымывание ранее накопившихся осадков при колебаниях расхода жидкости; частая смена и большой ассортимент деэмульгаторов; изменение физико-химических свойств продукции скважин; попадание загрязнений из промежуточных слоев из-за несовершенства средств контроля межфазного уровня; неравномерность откачки жидкости с дожимных насосных станций; применение большого ассортимента химикатов и др. Кроме того, Троновым показано, что огромное количество продуктов коррозии выносится в призабойную зону нагнетательных скважин из самой системы ППД.
Троновым предложено отказаться от традиционного подхода к нормированию качества воды по взвесям (в мг/л) и перейти к дифференцированным показателям, учитывающим: размеры пор, их форму, сообщаемость друг с другом, размеры взвесей, грязеемкость пласта, наличие каверн и трещин, проницаемость кека, формируемого на фильтрующей поверхности. Базовыми величинами предлагается считать размеры пор, размер частиц и проницаемость кека. Для существенного снижения падения приемистости скважин необходимо, чтобы размер закачиваемых частиц был меньше диаметра пор в 4–5 раз. Такой подход позволит подключить к фильтрации низкопроницаемые пласты, чего до настоящего времени не было по причине их быстрой кольматации.
Следовательно, целью очистки воды перед закачкой является удаление из нее не всей массы загрязнений, а только той части, которая может кольматировать поры и заиливать каналы и трещины. Это можно сделать ступенчато по каскадной технологии. Цель каскадной технологии подготовки воды – обеспечить водой требуемого качества пласты различной проницаемости.
Операции по очистке воды необходимо осуществлять в 4 ступени: удаление частиц размером более 10 мкм на очистных сооружениях удаление частиц размером более 5 мкм на КНС удаление частиц размером более 1 мкм на КНС удаление частиц размером более 0,5 мкм на КНС и скважинах Вода по степени очистки разделена на три уровня качества: базовый, средний и высший. Единых требований к показателям качества воды нет: они индивидуальны для каждого месторождения и зависят от коллекторских характеристик пласта.
КНС 1 2 3 4 3 3 3 13 13 10 11 12 10 6 9 8 7 5 5 КНС КНС СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ НАГНЕТАТЕЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ 1- головные очистные сооружения 1 группы качества воды; 2- гребенка; 3- водоводы 1 группы качества; 4- КНС; 5- узел доочистки воды второй ступени; 6- водовод воды второй ступени очистки; 7- узел доочистки воды третьей ступени; 8- водовод воды третьей ступени очистки; 9- узел очистки воды четвертой ступени; 10-13- нагнетательные скважины, принявшие воду соответственно первой, второй, третьей и четвертой ступеней очистки
Проницаемость пласта, мкм 2 Качество сточной воды Допустимый размер частиц, мкм Содержание в воде, мг/л ТВЧ нефти Месторождение N 0,25 и выше Базовое 5,6 25 25 0,14 – 0,25 Среднее 2,8 15 25 0,044 – 0,124 Высшее 2,2 7 25 Месторождение K 0,15 и выше Базовое 1,10–1,55 16,40–24,93 24,60–37,40 0,050–0,15 Среднее 0,70–1,08 9,75–22,14 14,63–33,22 Менее 0,050 Высшее 0,37–0,62 4,79–9,65 7,19–14,48 Требования к качеству закачиваемой воды в зависимости от характеристики коллектора
Очистка воды до базового и среднего уровня качества может осуществляться в жидкостном гидрофобном фильтре (ЖГФ) на базе резервуара или отстойника ОГ-200. Подготовка воды высшего качества потребует использования коалесцирующих фильтров или флотационных машин типа АОСВ.
Обновляющийся жидкостный гидрофобный фильтр (ОЖГФ-50) на базе булитов-отстойников ОГ-200 или ОГ-50 1 – корпус; 2 – водовод; 3 – водораспределительный коллектор; 4 – нефтеотводный коллектор; 5 – водоотводная труба; 6 – поворотный пробоотборник; 7 – патрубок отвода газа, 8 и 9 – задвижки; а – фильтрующий слой нефти; б – уловленная нефть с ТВЧ; в – очищенная вода Вода на очистку Нефть с ТВЧ Очищенная вода
Так как качество сточной воды, очищенной на СОЖГФ-200 и ОЖГФ-50, существенно зависит от их производительности, изменяя этот параметр, можно отводить из аппаратов очищенную воду разного качества в систему ППД с учетом коллекторских свойств заводняемых пластов. Тронов подчеркивает, что жидкостные гидрофобные фильтры следует встраивать в технологическую схему предварительного обезвоживания продукции скважин без выделения объектов очистки сточных вод в самостоятельные узлы обслуживания.
Патент РФ №2166071 Каскадная технология подготовки воды
Для закачки в пласт требуется воды: 1370 тыс.м 3 /год в т.ч. 425 тыс.м 3 /год - высшего качества 355 тыс.м 3 /год - среднего качества 590 тыс.м 3 /год - базового качества
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Увеличение текущей добычи нефти. Сокращение числа и длительности ремонтных работ по восстановлению приемистости нагнетательных скважин. Осуществление ремонтных работ в экологически чистом варианте. Дифференцирование по объему и качеству закачиваемых вод. Сокращение затрат на очистку закачиваемых вод. Экономия электроэнергии, затрачиваемой на поддержание пластового давления.
