Выбор источника воды для заводнения пластов
В настоящее время для заводнения пластов месторождения используется вода подземных источников – пластов нижнефаменских и франских отложений. По состоянию на 01.01.2001 водозабор осуществлялся скв.13, 133 и 219.
В связи с изменением системы заводнения и реконструкции системы сбора рекомендуется использовать скв.13 для сброса промстоков, а водозабор осуществлять посредством скв.133, 219 и 12.
Наряду с пластовой водой подземных источников водоснабжения предполагается использование для ППД подтоварной воды.
Допустимые нормы содержания твердых частиц в закачиваемой воде следует установить в размере 20 мг/л.
К рекомендуемым нормам к качеству закачиваемой воды относятся также: рН от 7 до 8, содержание сульфатовосстанавливающих бактерий не более 1000 клеток на 1 мл, растворенного кислорода – не более 0,5-1,0 мг/л, окисного железа не более 0,3 мг/л.
Система поддержания пластового давления
Система поддержания пластового давления (ППД) включает:
две блочные кустовые насосные станции (БКНС) для закачки пластовой и подтоварной воды (в случае необходимости в последующем возможно расширение системы ППД с раздельной закачкой пластовой и подтоварной воды), укомплектованные насосами (2 рабочих, 1 резервный), Q = 650 куб.м/сут, Н = 2500 м
водозаборные скважины с погружными центробежными насосами ЭЦНМ5А-500-1000, Q = 500 куб.м/сут Н=1000 м с электродвигателем ПЭДУС -125-117 ДВ5 N=125кВт
расположенные на кустах нагнетательные скважины с арматурой нагнетательной АНК-65-350,
сооружения для забора и очистки воды, включая буфер-дегазатор РВС-400, отстойники - напорный V = 100 куб.м ОВ-1.0-100ХЛ и с патронным фильтром ОПФ-3000 нефтегазоотделитель,
высоконапорные водоводы.
Система ППД рассчитана на производительность 1,1 тыс.м3/сут, в том числе по пластовой воде – до 0,93 тыс.м3/сут., по подтоварной воде – до 0,5 тыс.м3/сут, максимальное рабочее давление 21 МПа, давление на устьях нагнетательных скважин до 20 МПа.
Каждая БКНС комплектуется из тремя электроцентробежными насосами (2 рабочих, 1 резервный), производительностью 650 м3/сут.
В качестве альтернативы возможен вариант комплектации БКНС тремя импортными электроцентробежными насосами, например, компании “Reda Pumps” с регулируемой номинальной подачей 2 тыс. м3/сут либо насосов ЦНС–63-1422 российского производства. Она полностью обеспечит потребности промысла в заводнении пластов на период разработки месторождения. Предпочтительнее использовать импортные насосы в антикоррозионном исполнении.
Предполагается изменение системы ППД с осуществлением раздельной закачки воды в пласты Бб и Т + Фм с использованием самостоятельных нагнетательных скважин. Для этого производится предусматривается под закачку 7-ми скважин: по пласту Т + Фм скв. 11/214, 11/132, 11/212, 4/224, 4/228, 2/234 и по пласту Бб скв. 11/209, 11/339, 9/211, 4/227, 2/235, 2/143 (при этом пять скважин уже переведены под нагнетание). Соответственно предполагается прокладка высоконапорных трубопроводов к этим кустам.
Трассы высоконапорных водоводов прокладываются в одних коридорах с нефтегазопроводами (см.рис. 22), поэтому отдельно не показываются. Для строительства используются трубы диаметром 114×8 и 168×16 мм. В целях увеличения срока их эксплуатации нагнетаемая пластовая вода обрабатывается ингибитором коррозии.
Учет объемов закачиваемой воды производится счетчиками типа СВУ-50 или СВЭМ.
НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ
В системе поддержания пластового давления (ППД) к наиболее важному и конструктивно сложному звену относятся насосные станции. Они подразделяются на станции систем водоснабжения, предназначенные для подачи воды на месторождение, и кустовые, основная задача которых заключается в нагнетании воды в продуктивные нефтяные пласты для поддержания или создания необходимых пластовых давлений.
Насосные станции, осуществляющие непосредственно закачку воды в пласт, в зависимости от конструктивного исполнения подразделены на кустовые (КНС), технологическое оборудование которых монтируют в капитальных сооружениях, и блочные кустовые (БКНС), оборудование которых монтируют в специальных блоках-боксах на заводах-изготовителях.
Расчетные и нормативные параметры, характеризующие условия строительства и эксплуатации блочных кустовых насосных станций (БКНС), следующие.
Температура окружающей среды, °С .... до — 50
Сейсмичность, балл ................................ Не более 6
Нагрузка, Па: снеговая ............................. 2000
ветровая .......................................................... 560
на грунт ..................................................... 50 - 103
Степень долговечности .................................. II
Степень огнестойкости ................................. IV
Класс зданий .................................................. III
Грунты ............................ Непросадочные, непучинистые,
не подверженные карстовым и вечномерзлотным явлениям
Отдельные сооружения БКНС представляют собой металлические или железобетонные основания, на которых смонтирован комплекс технологического оборудования, укрываемый ограждающими конструкциями типа блоков-боксов.
Технологическая схема и характеристика блочной кустовой насосной станции (БКНС). Технологическая схема БКНС (рис. 32) рассчитана на одновременную и раздельную закачку пресных вод поверхностных или подземных источников и очищенных нефтепромысловых вод, поступающих из установок очистки сточных вод.
Пресная вода и очищенные нефтепромысловые сточные воды по двум водоводам, объединенным в единый всасывающий коллектор, поступают на площадку БКНС. На водоводах устанавливают диафрагмы для замера расхода и электроприводные задвижки.
Из всасывающего коллектора вода с помощью насосов направляется в распределительный напорный коллектор и через высоконапорные водоводы—к нагнетательным скважинам. Вода для подпора сальников и охлаждения масла в маслоохладителе подается из трубопровода пресной воды через редукционный клапан. При работе БКНС только на очищенных нефтепромысловых водах для этих целей используют пресную воду индивидуального источника водоснабжения. Использованная вода из системы разгрузки сальников и маслоохладителя поступает в резервуар сточных вод.
Тип БКНС для каждого данного случая выбирают с учетом:
а) требуемой подачи и давления нагнетания;
б) схемы энергоснабжения;
в) климатических условий.
По расчетным подаче и давлению нагнетания определяют тип и число основных насосов, а по климатическим условиям—вид охлаждения двигателя.
В зависимости от типа установленных насосов выпускают БКНС, рассчитанные на давление нагнетания 9,3 МПа, 14 МПа, 18,6 МПа. При этом суммарная номинальная подача БКНС определяется как типом, так и числом установленных насосов.
Рис. 32. Технологическая схема БКНС:
1, 2 и 7 — шкафы соответственно трансформаторные, ввода кабеля и управления дренажными насосами; 3 — станция управления; 4 — распределительное устройство низковольтное; 5 и 7 — щиты приборный и общестанционный; 8, 13, 23 — насосы 1СЦВ, ЦНСК и ЦНС180; 9. 11, 21 — клапаны соответственно обратный, обратный подъемный и обратный; 10, 19, 26 и 28 — вентили соответственно запорный, электромагнитный, регулирующий угловой и запорный угловой; 12, 14, 16, 17 и 20 — задвижки ЗКЛ и электроприводная; 15 — фильтр; 19 — маслоохладитель; 22 — бак масляный; 24 ― муфта зубчатая; 25 — электродвигатель; 27 — диафрагма; I — насосные блоки; II — блок дренажных насосов; III — блок низковольтной аппаратуры и управления; IV — блока напорных гребенок, V — распределительное устройство РУ-6 (10) кВ; VI — трансформаторная комплектная подстанция КТПН 66-160/6КК; VII — резервуар сточных вод.
Кроме того, в зависимости от принятой схемы охлаждения электродвигателей основных насосов выпускают БКНС двух модификаций: а) РЦВ — разомкнутый цикл вентиляции двигателя, при котором двигатель охлаждается воздухом, засасываемым в помещение через жалюзи; б) ЗЦВ — замкнутый цикл вентиляции, при котором электродвигатели основных насосов охлаждаются водой.
В условном обозначении БКНС2Х150: 2 — два насоса ЦНС180; 150 —давление нагнетания; БКНСЗХ500: 3 — три насоса ЦНС500-1900; 500 — подача одного насоса.
Подобрать тип БКНС для следующих исходных данных:
фонд нагнетательных скважин – 150, проектная приемистость скважин – 100 м3/сут, проектный коэффициент эксплуатации нагнетательных скважин 0,975, проектное давление на забое нагнетательных скважин 35 МПа, проектный забой нагнетательных скважин 2000 м, средняя удаленность блока напорных гребенок (БГ) от БКНС - 1500 м, диаметр водовода (коллектора) от БКНС до БГ – 245*13,8 мм, средняя удаленность нагнетательных скважин от БГ – 750 м, диаметр подводящих водоводов 114*7,0 мм, плотность и вязкость закачиваемой воды соответствует характеристикам пресной воды.
Решение:
150 нагнетательных скважин ↔15 БГ ↔ 1 БГ обслуживает 10 скважин.
Р1 – давление на устье нагнетательных скважин;
Р2 – давление в БГ; Р3 – давление на выкиде насоса БКНС.
Давление на забое нагнетательных скважин:
Рз = Ру + ρв*g*Lскв Ру = Р1 = Рз - ρв*g* Lскв = 15,38 МПа.
Рз =р1 + h * Δhтр (БГ – скв) + N*Δhтр (БКНС – БГ)
Р2 = Р1 + Δhтр (БГ – скв) * n = Р3 = Р2 + Δhтр (БКНС –БГ)
1)Δhтр (БГ – скв) → потери давления в водоводе БГ – скв.
Δhтр (БГ – скв) = 0,81*λ*НQ2 ρв / Dвн5 → уравнение Дарси-Вейсбаха.
λ – коэффициент гидравлического сопротивления (по формуле Блазиуса):
λ = 0,3164 / 4√Re ;
Н – длина водовода, Нбг-скв = 750 м; Q – расход воды (Q = 100 м3/сут) – приемистость; ρв = 1000 кг/м3 .
Число Рейнольдса определяется по формуле:
Re = vв* Dвн* ρв / μв , где vв - скорость движения воды по водоводу.
vв = Q / F =100*4 / (86400*3,14*0,0742) = 0,27 м/с.
Re = 0.27*0,074*1000 / 0,001 = 19980.
λ = 0,3164 / 4√19980 = 0,027.
Δhтр (БГ – скв) = 0,81*0,027* 750*0,00162*1000 / 0,0745 = 0,99 МПа.
2) Определяем потери давление в водоводе БКНС – БГ:
v = Q / F = 0.1692*4*4 / (3.14*0.1012) = 21.1 м/с.
Q = 100*150*0.975 = 14625 м3/сут = 0.1692 м3/c.
Re = 27,1*0,101*1000 / 0,001 = 2134073.
λ = 0,3164 / 4√2134073 = 12,09.
Δhтр (БКНС – БГ) = 0,81*12,09*1500*0,16922*1000 / 0,1015 = 4,27 МПа.
Рз = 15,38 + 10*0,99 + 15*4,27 = 89,33 МПа.
Рз (проект) < Рз (расч.). Для данных условий невозможно подобрать БКНС, рекомендуется увеличить диаметр водоводов для уменьшения потерь давления.
Задание: Ознакомившись с данным теоретическим материалом, выполните письменно задание, указанное в приложении 5.
|
