VyT“ q “ Млн-кпвщ ’ l j

где Q— фильтрационное сопротивление в законтурной части пласта; /_ля-_к — расстояние от линии нагнетания до точки пласта (скважины) в законтурной зоне пласта, в которой пластовое давление равно среднему давлению (р_пл).

Для внутриконтурного заводнения и площадных систем количество нагнетаемой воды равно количеству жидкости, отбираемой из залежи, приведенному к пластовым условиям.

Расчет числа водонагнетательных скважин

Предварительно рассчитав количество нагнетаемой воды, можем заключить, что количество нагнетательных скважин будет

fiH⁼Q3aK/<7Bi (8.7)

где q_B — количество воды, нагнетаемое в одну скважину,

д_в = ^2т[М(Рзн-Рлн) _{t (8 8)}

^ПГС ПР

где k_B— фазовая проницаемость для воды в призабойной зоне нагнетательной скважины; о_н — половина расстояния между водонагнетательными скважинами,

о_н = 5/2п„; (8.9)

Ф — коэффициент, учитывающий загрязнение прифильтровой зоны водонагнетательных скважин. Определяется по результатам опыта нагнетания воды и представляет собой отношение начальной приемистости нагнетательной скважины (q_B о) к средней приемистости за межремонтный период

Ф ⁼ <?в о/?в ср! (8.10)

Рзн— давление на забое нагнетательной скважины

рзн “ РЙ^+Рнас+ДРтр, (8-П)

где Н — глубина нагнетательной скважины; р_нас — давление на выкиде насоса; Др_тр— потери давления на трение.

Подставляя (8.8) и (8.9) в (8.7), получаем

п„— „- ?³f^R(pfa (in -я-? In п_н). (8.12)

ПО '

2nkQh (Рзн Рлн)

Уравнение (8.12) решается сочетанием графического метода и метода пробных подстановок.

2. Требования, предъявляемые к нагнетаемой воде

Для обеспечения надлежащей приемистости водонагнетательных скважин, выполнения задач поддержания пластового давления и повышения нефтеотдачи к нагнетаемой воде предъявляются следующие основные требования.

1. Вода не должна вступать в химическую реакцию с пластовыми водами, так как при этом может происходить выпадение осадка и закупорка пор пласта.

2. Количество механических примесей в воде должно быть небольшим, так как это может приводить к засорению призабойной зоны пласта и потере приемистости воды скважинами. Допустимое содержание механических примесей в воде в каждом конкретном случае определяется по опыту нагнетания воды.

3. Вода не должна содержать примесей сероводорода и углекислоты, вызывающих коррозию наземного и подземного оборудования.

4. При использовании для нагнетания воды поверхностных источников она должна подвергаться обработке на биологическую очистку от микроорганизмов и спор водорослей. Попадая вместе с нагнетаемой водой в поры пласта микроорганизмы и споры водорослей могут оказаться в благоприятных температурных условиях для размножения, что приведет к закупорке пор пласта.

Особую опасность представляет попадание в поры пласта анаэробных бактерий, способных восстановить серу из ее соединений в минералах, составляющих пласт. Это обусловливает появление в пластовых водах сероводорода со всеми вытекающими из этого неблагоприятными последствиями — сероводородная коррозия подземного оборудования, засорение нефти и газа сероводородом и т. д.

5. Нагнетаемая вода не должна вызывать разбухание глинистых пропластков внутри объекта разработки и глинистых частиц цементирующего материала пласта. Это может привести к закупорке пор и разрушению призабойной зоны скважины с нарушением целостности эксплуатационной колонны.

Вопрос взаимодействия воды с глинами пласта изучается на стадии подготовки геолого-промысловых материалов по месторождению и проектированию разработки. Тогда же отрабатываются мероприятия по подготовке воды, не приводящие к разбуханию глин.

Нагнетаемая вода должна обладать хорошей способностью отмывать нефть от породы. Это достигается добавлением к воде поверхностно-активных веществ.

Источники и технологические схемы водоснабжения

В качестве источников водоснабжения можно использовать воды поверхностных источников — рек и морей, а также подзем ные воды. Вода, используемая из поверхностных источников характеризуется нестабильностью состава и особенно в период дождей и штормовой погоды на море. Она засорена механическими примесями, бактериями и спорами водорослей, что потребует ее предварительной обработки перед подачей в скважины. При использовании же подземных или подрусловых вод система водоподготовки существенно упрощается, а иногда подземная вода не требует предварительной подготовки.

В процессе разработки нефтяного месторождения с заводнением в добывающих скважинах появляется вода, количество которой во времени увеличивается. А поэтому весьма актуально использование подземных вод, добываемых вместе с нефтью, для поддержания пластового давления.

Системы водоснабжения состоят из нескольких подсистем, включающих водозаборные сооружения, напорные станции,

Рис. 8.5. Схема подруслового водозабора:

/ — эксплуатационная колонна; 2 — подъемы трубы; 3 —водоносный пласт; 4 — вакуумная камера; 5 — вакуум-компрессор; 6, 8 — центробежный насос; 7 — резервуар чистой воды

станции подготовки воды, кустовые насосные станции, закачивающие воду непосредственно в скважины.

На рис. 8.5 приведена схема подруслового водозабора, а на рис. 8.6 — водоочистной станции для подготовки к закачке пресной воды.

Подрусловые водозаборы устраивают на берегу забуривани- ем неглубоких скважин (20—30 м), которые обсаживают колонной диаметром 200—300 мм в интервале песчано-гравийных отложений подрусловой части реки. В скважину 1 спускают колонну подъемных труб 2. Устье скважины обвязывают трубами с вакуумной камерой 4, из которой вакуум-компрессор

5. откачивает воздух. Из нижней части вакуумной камеры центробежный насос 6 откачивает воду в резервуар чистой воды 7 и далее центробежный насос 8 подает воду на станцию подготовки воды или непосредственно на кустовую насосную станцию.

На станциях подготовки вода очищается от механических примесей, окиси железа, бактерий и спор водорослей. Принципиальная схема водоочистной установки (см. рис. 8.6) включает подпорный насос 1, смеситель 3, в котором вода смешивается с реагентами-коагулянтами механических примесей и реагентами-бактерицидами, емкость 2 для реагентов. Из смесителя вода направляется в отстойники 4 и 5, в которых очищается от хлопьеподобного осадка. Отстойники представляют собой емко-

Рис. 8.6. Принципиальная схема водоочистной станции:

/ — подпорный насос; 2 — емкость для реагентов; 3 — смеситель; 4, 5 — отстойники; б — резервуар; 7,8 — насос

сти, заполненные гравием и песком, фильтруясь через которые вода очищается. Из отстойников вода поступает в накопительный резервуар 6, а затем в насосы 7, 8 станции второго подъема..

От станции второго подъема системой трубопроводов вода разводится по кустовым насосным станциям (КНС). КНС оборудуются системой автоматизации и могут работать в автоматизированном режиме.

Автоматизированная КНС обеспечивает исполнение следующих операций управления:

централизованное дистанционное управление с диспетчерского пункта насосным агрегатом (пуск и остановка) с автоматическим управлением задвижками на выкиде насоса; автоматическое включение резервных агрегатов; автоматическую защиту насосных агрегатов от перегрузок, короткого замыкания, исчезновения напряжения на одной из фаз, перегрева подшипников двигателя, повреждения двигателя, утечек воды из сальников и угрозы затопления помещения;

обратная сигнализация на диспетчерский пункт об неисправностях в системах КНС;

местное управление насосным агрегатом (пуск и остановка) и задвижками.

На месторождениях Западной Сибири широкое распространение получило использование подземных вод водоносных горизонтов, залегающих выше нефтепродуктивных для поддержания пластового давления. С этой целью на водоносные горизонты бурят специальные скважины большого диаметра, в которые спускают центробежные электронасосы высокой подачи, а откачиваемую из них воду направляют непосредственно в водонагнетательные (одну или несколько в зависимости от приемистости скважин и дебита скважины-источника).

При использовании заводнения попутных добываемых вместе с нефтью вод их тщательно очищают от окислов железа, сероводорода и пленочной нефти. Система очистки существенно не отличается от описанной выше.