Курсовая работа: Совершенствование очистки закачиваемых вод в системе поддержания пластового давления в условиях
Для завершения процесса диэмульсации до поступления жидкости на ЛДНС с УПС (в целях интенсификации использования промыслового оборудования и уменьшении металлоемкости головных сооружений) на всех ДНС и некоторых отдельно взятых ГЗУ и скважинах установлены точки подачи хим.реагента. Данная совмещенная технология позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели сбора и подготовки нефти, очистки пластовых вод и сепарации газа. При этом значительно сокращается количество аппаратов и сооружении, необходимых для обработки всего объема жидкости и газа, уменьшается вязкость перекачиваемой жидкости и соответственно гидравлические сопротивления при транспортировке скважинной продукции.
3.2 Подготовка пластовой воды
С 1967 по 1997 г.г на промыслах Татарии было очищено 4332 млн.м3 пластовых и сточных вод, использовано в системе ППД более 3453 млн.м3 (или 79,7 %). При этом за счет применения резервуаров и булитов с ЖГФ, технологии обработки продукции скважин в трубопроводах и резервуаров с гидрофильными фильтрами подготовлено около 2563 млн. м3 (64 %) с экономическим эффектом порядка 280 млн. руб. в ценах до 1991 г.
Разработанные институтом ТатНИПИнефть технологии и средства очистки сточных вод при ровном качестве их подготовки отличаются от зарубежных более высокой надежностью, производительностью и низкими удельными эксплуатационными и капитальными затратами. Ориентировка на западные технологии означала бы применение менее эффективных решений. Так, как удельные капитальные вложения для узла очистки воды производительностью 7 тыс. м3 /сут девонской воды в отечественном варианте (при равном качестве очистки) в 16 раз ниже, чем на установках США и в 36 раз ниже, чем стоимость оборудования.
Между стоимостью очистных сооружении и глубиной очистки сточных вод от нефти существует гиперболическая зависимость. С повышением глубины очистки сточных вод от нефти стоимость очистных сооружений резко возрастает.
Так при увеличении степени очистки воды с 75 до 15 мг/л по нефти, стоимость очистных сооружений объекта производительностью 5,5 тыс. м3 / сутки возрастет в три раза и составит 1,5 млн. долларов. При общем объеме сточных вод в ОАО «Татнефть» 368 тыс. м3 /сутки.
К имеющемуся оборудованию необходимо было бы дополнительно закупить еще 67 установок. Кроме того, необходимо очищать воду и на многочисленных новых объектах, потребность в которых диктуется соображениями рациональной разработки нефтяных месторождений Татарстана.
Первоочередные задачи по улучшению качества воды и реконструкции системы ППД:
1. Улучшение качества очистки сточных вод на всех объектах водоподготовки. Сложность ситуации состоит в том, что в связи с опреснением сточных вод, увеличением содержания в них нежелательных химических реагентов, формированием тонкодисперсной эмульсии нефти, в воде с размерами капель 5-10 микрон существенно повышается ее стойкость и ухудшаются технологические свойства.
Эта задача может быть решена путем совершенствования гидрофильных и гидрофобных фильтров и гидрозатворов, а также путем применения гидродинамических автофлотационных аппаратов.
2. Привести в соответствие существующие мощности очистных сооружений с ожидаемым объемом очистки сточных вод по всем объектам.
3. Анализ системы ППД и ее адаптация к новым условиям.
4. Разработка техники и технологии подготовки сточных вод в системе ступенчато-целевой их очистки, исключающей возможность загрязнения забоя нагнетательных скважин продуктами коррозии водоводов.
5. Промышленные испытания аппаратов для очистки воды различных фирм.
6. Разработка каскадной технологии глубокой очистки и закачки
сточной воды в зависимости от коллекторских свойств заводняемых пластов и реконструкция на этой основе всей системы ППД.
7. Разработка раздельной технологии очистка пластовых и промышленных ливневых вод для снижения скорости коррозии оборудования и водоводов.
8. Разработка технологий по обеспечению предварительного сброса пластовых вод из продукции скважин при ДНС и т.д. с использованием принципа наложения карт систем нефтегазосдора и ППД.
9. Разработка комплекса технологических процессов по защите системы ППД от сброса в нее качественных вод, что в свою очередь практически невозможно без аналогичной защиты установок подготовки нефти, строительства узлов переработки промежуточных работ на скважинах и трубопроводах, а также оснащения всех систем соответствующим оборудованием и приборами контроля.
10. Разработка индивидуальных технологий и подбор необходимых комплексов оборудования по площадям и участкам, позволяющих решить проблему глубокой очистки воды перед ее закачкой с получением значительного экономического эффекта за счет увеличения межремонтных периодов нагнетательных скважин, снижения энергозатрат на закачку воды в пласт, увеличения добычи нефти из пласта.
Основным исполнителем данной программы был определен научно-технический центр экологически чистых технологий "ЭКОТЕХ" под руководством профессора Тронова В.Л..
Экспериментально установлено, что при любой системе очистки фильтрация закачиваемой воды через пористую среду сопровождается снижением ее проницаемости, причем, если при прокачке ультрофильтрованной воды (0,2 микрон) темпы снижения составляют порядка 0,15 % на один поровый объем, то при закачке неочищенной речной воды это снижение доходит до 2,2 % на прокаченный поровой объем. После прокачки около 130 и 36 паровых объемов темп падения проницаемости уменьшается, соответственно, до 0,02 и 0,17 % на один поровый объем прокачки.
На основе комплексного анализа петрофизических характеристик коллекторов различных групп и классов горизонта Д1, Д0 и установленных явлений в процессе фильтрации различных типов вод сформулированы основные требования к закачиваемой воде.
Снижение приемистости нагнетательных скважин определяется большим числом независимых факторов (коллекторскими свойствами пласта, технологией вскрытия бурением, ОПЗ, конструкцией забоя скважин, коррозионными и другими процессами), в том числе и качеством закачиваемых вод.
Отмечено что снижение проницаемости пористой среды имеет место даже при фильтрации через нее чистого керосина, глицерина и бидистиллиробанной воды. Это свидетельствует о естественной деградации пористой среды и кольматации суженных участков пор собственными частицами, играющими роль прямых и обратных клапанов (при изливах и изменении направления фильтрации).
Более 90 опытов были осуществлены при фильтрации воды после фильтрации нефти и более 40 - через водонасыщенные керны. Водопроницаемость в конце опытов уменьшилось в 226 раз. При прокачке глицерина через высокопроницаемые керны (420 - 867 мД) падение проницаемости составило 20-80 %.
Для эффективного решения проблемы подготовки воды предлагается осуществить проектирование и реализацию системы очистки воды с использованием каскадной технологии, предусматривающей последовательное и направленное доведение качества воды до требований конкретного объектазаводнения, вплоть до нагнетательной скважины.
В проектах реконструкции системы ППД и по опережающим программам НГДУ по совершенствованию разработки слабопроницаемых пластов предусмотреть возможности оптимизации параметров нагнетания воды по скважинам, использования эффектов излива, очистки боды до базового качества на очистных станциях, использования перемычек для промывок водой, исключение возможности сброса некондиционных стоков в систему ППД, утилизацию водных нефтешламов в системах нефтегазодобычи, ППД и других специально предназначенных для этого объектах, замену металлических обсадных колонн некорродирующими (стеклопластиковыми) трубами, внедрение металлопластмассовых труб, изменение конструкции призабойной части скважины, улучшение качества вскрытия пластов, освоение нагнетательных скважин и осуществление ремонтных работ.
Одним из принципиально важных решений, предложенных в ходе выполнения программы безусловно стала каскадная технология.
3.3 Каскадная технология подготовки и очистки воды
Для каскадной очистки сточной воды поступающей на КНС подбирали технические средства, которые выпускаются промышленностью или же могут быть изготовлены в промысловых условиях. К ним относятся: