Система ппд. 
Требования к качеству воды. 
Способы подготовки вод, используемых для закачки в пласт

Для поддержания давления и повышения коэффициента нефтеотдачи в продуктивных скважинах производят закачку сточных вод обратно в пласт. Сточными водами называются воды, которые образуются в результате обезвоживания и обессоливания нефти на УПН, т. е. это в основном воды пластовые (85%) и пресные (15%), добавляемые к нефти для ее обессоливания. Классическая схема водоснабжения систем ППД, реализуемая, как правило, на этапе разработки, когда обводненность добываемой продукции равна нулю, а в качестве источника воды используется вода открытых водоемов, включает в себя определенное количество элементов и представлена на рис. 11.

Основными элементами являются: водозаборы открытых водоемов, низконапорные насосные станции первого и второго подъема, резервуары для воды, станция подготовки воды, кустовые насосные станции высокого давления (КНС), распределительный водовод среднего давления, водоводы высокого давления и нагнетательные скважины. Водозаборные сооружения. Водозабор открытого водоема является самым простым и состоит из всасывающей трубы с фильтром на конце, погруженной под уровень воды на определенную глубину, большую, чем возможный минимальный уровень воды в водоеме, и защищенной от разрушения в паводковый период, и центробежного насоса.

Использование сточных вод для закачки их обратно в продуктивные пласты имеет следующие преимущества:

• — увеличивается коэффициент нефтеотдачи (до 5%), поскольку в них содержатся ПАВ, способствующие «отмыванию» нефти от продуктивных пород пласта;
• — при закачке сточных вод сохраняется проницаемость продуктивных коллекторов, содержащих глинистые частицы и алевролиты, так как эти породы при контакте с водой, содержащей соли, практически не разбухают;
• — при закачке сточных вод в нагнетательные скважины предотвращается загрязнение водоемов (рек, озер, морей), а следовательно, и истребление ценных пород рыб, флоры и фауны.

К существенным недостаткам использования сточных вод относятся: — большая коррозия трубопроводов и насосного оборудования при транспортировании этих вод до нагнетательных скважин.

1-водозаборные устройства, 2- станция первого подъема, 3-буферные емкости для грязной воды, 4- станция водоподготовки, 5- буферные емкости для чистой воды, 6- насосная станция второго подъема, 7- кустовые насосные станции (КНС), 8- нагнетательные скважины, 9- разводящий водовод, 10- водоводы высокого давления.

Необходимость строительства сравнительно сложных и дорогих сооружений, предназначенных для очистки сточных вод от капелек нефти, которые фильтруются в призабойной зоне нагнетательных скважин и снижает их приемистость. Для разных по коллекторным свойствам месторождений содержание нефти в сточной воде, закачиваемой в пласт, может быть различным и находиться в пределах 1—5 мг/л. Сточные воды, закачиваемые в продуктивные пласты, не могут полностью обеспечить поддержание пластовых давлений на нужном уровне, в связи с чем приходится изыскивать источники пресной воды для этих целей.

Пресные воды поверхностных водоемов (рек, озер) содержат в себе, особенно в весеннее время года, большое количество механических примесей (песка, глинистых частиц и т. д.), которые, попадая в призабойную зону нагнетательной скважины, засоряют ее и быстро снижают приемистость этой скважины. Вот почему для очистки сточных вод, подлежащих нагнетанию в продуктивные пласты, как и для очистки пресных поверхностных вод, строят дорогие очистные сооружения. Однако методы очистки пресных вод от указанных выше примесей в корне отличаются от метода очистки сточных вод.

Пресные воды очищаются от механических примесей химическим путем — добавкой к этим водам коагулянтов — сернокислого алюминия А12(S04)318Н20 и серного железа FeS04, образующих в воде хлопья, которые осаждаются, захватывая на своем пути механические взвеси.

Степень очистки пресных вод от механических примесей зависит от коллекторных свойств продуктивных горизонтов: в коллекторах с высокой проницаемостью (600 — 800 мД) большой очистки не требуется, и, наоборот, в коллекторах с низкой проницаемостью очистка должна быть высокой.

Большое значение при закачке вод имеет их совместимость с пластовой водой; в противном случае в пласте могут образовываться и выпадать в осадок труднорастворимые соли. Общие требования к закачиваемой воде следующие: ограниченное содержание механических примесей (количество взвешенных частиц — КВЧ 50 мг/л) и нефтепродуктов не более 60 мг/л, отсутствие соединений железа, сероводорода и углекислоты с целью избежания коррозии оборудования; отсутствие органических примесей (бактерий, водорослей и т. п.); химическая совместимость с пластовой водой. По данным гидрогеологических исследований установлено, что водовмещающими породами пашийских отложений являются песчано-алевролитовые разновидности терригенных отложений. Дебиты скважин, давших при опробовании воду, изменяются в пределах от 50 до 102 м3/сут и более при динамических уровнях 240−600 м от устья.

Статические уровни при ППД устанавливаются на абсолютных отметках +75 -268м режим залежи упруго-водонапорный.

Результаты изучения состава и свойств пластовых вод свидетельствует о том, что воды, насыщающие эти отложения, представляют собой растворы хлор-кальциевого типа с минерализацией около 288г/л. По химическому составу они являются хлоридно-натриевыми, высокоминерализованными рассолами со значительным содержанием кальция. Для них характерен ионно-солевой состав (в моль/дм3) С1- 4758,41; S04 0,29; НС03` 0,24; Са++ 593,26; Mq ++ 193,18; К++па+ 3194,18. Плотность вод составляет 1158−1192кг/м3, вязкость 1,8 мпас, газонасыщенность вод равна в среднем 0,3 м3/т, объемный коэффициент 1,013. Газовый состав вод азотно-метановый. Практика показывает, что выше перечисленным требованиям в большинстве случаев удовлетворяют воды закрытых источников: подрусловые, артезианские или воды глубинных водоносных горизонтов.

Вода, используемая из открытых водоемов, подвергается следующим операциям: коагуляция — укрупнение мельчайших взвешенных в воде частиц добавлением в воду глинозема (сернокислого алюминия или железного купороса (FeS04), в результате чего взвешенные частицы осаждаются в виде хлопьев; фильтрация — очистка воды от взвешенных частиц после коагуляции в песчаных фильтрах; обезжелезивание — удаление из воды закисей или окисей железа; умягчение — подщелачивание гашеной известью с целью доведения pH воды до 7−8, что приводит к интенсивной коагуляции; —хлорирование — угнетение бактерий и микроорганизмов; - стабилизация — придание воде стабильности химического состава.

Параметрами качества воды для закачки в пласт являются: количество механических взвешенных частиц (КВЧ); нефти и нефтепродуктов; железа и его соединений, которые при окислении выпадают в виде нерастворимого осадка; сероводорода, существенно повышающего коррозионную активность воды; бактерий и микроорганизмов. Особую роль играет солевой состав воды.

Подготовка сточных пластовых вод Сточные воды, используемые в целях поддержания пластового давления, состоят на 85 — 90% из добытой пластовой воды. В нефтедобывающей промышленности применяются как специально разработанные методы подготовки сточных пластовых вод, так и заимствованные из смежных отраслей, применяющих крупнотоннажные системы очистки воды.

Наиболее часто применяют следующие методы:

• — отстаивание воды;
• — фильтрование воды через пористые или иные среды;
• — флотация;
• — коалесценция;
• — центробежное разделение;
• — диспергирование;
• — удаление примесей поглотителями;
• — озонирование.

В качестве технических средств, для отстаивания воды, используют резервуары отстойники, нефтеловушки, пескоотделители и пруды-отстойники. Резервуары-отстойники обеспечивают очистку сточной воды по герметизированной схеме. В зависимости от производительности, качества сырья и требований к очищенной воде применяют резервуары различной вместимости (от 200 до 5000 м3) с разнообразной начинкой и обвязкой. Выбор и расчет резервуаров проводится исходя из времени отстаивания воды в течение 8−16 часов. Процесс очистки может производиться в циклическом или непрерывном режиме. Обвязка водоочистных резервуаров большей частью последовательная.

На рис. 12 приведена конструкция отстойника, разработанная на базе нефтяных стальных резервуаров объемом 1000, 2000 и 5000 м.

Рис. 12 Отстойник для очистки нефтепромысловых сточных вод: 1 — корпус резервуара — отстойника; 2 — трубопровод подачи загрязненной воды; 3 — трубопровод отвода уловленной нефти; 4 — кольцевой короб сбора уловленной нефти; 5 — лучевой распределитель ввода загрязненной воды; 6 — сифонный регулятор для поддержания уровня раздела фаз «нефть-вода» и отвода очищенной воды; 7 — трубопровод подачи воды для размыва осадка; 8 трубопровод отвода шлама

Для глубокой очистки нефтепромысловых сточных вод от эмульгированной нефти и твердых механических примесей предназначен отстойник с патронными фильтрами ОПФ-3000.

Отстойник с патронными фильтрами ОПФ-ЗООО предназначен для глубокой очистки нефтепромысловых сточных вод от эмульгированной нефти твердых механических примесей, Отстойник входит в состав комплекса оборудования для очистки сточных вод, используемых в системе ППД (рис. 15).

Отстойники предназначены для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах по ГОСТ 15 150–69: ОПФ-3000−01 — в макроклиматическом районе с умеренным климатом, со средней температурой — самой холодной пятидневки не ниже 233 К (-400С). Минимальная Допустимая температура стенки отстойника, находящегося под давлением, 233 К (-400С). Вид климатического исполнения — У1 по ГОСТ 15 150–69.

ОПФ-3000−02 — в макроклиматическом районе с холодным климатом, со средней температурой самой холодной пятидневки от 232 до 213 К колеса (от -41 до -60°С). Минимальная допустимая температура находящегося под давлением, 213 К (-60°С).

Рис. 13 Отстойник с патронными фильтрами ОПФ-ЗООО: 1 — емкость; 2 — фильтр — патрон; 3 — блок фильтр — патронов; 4 — отражательный лоток; 5 — сборник чистой воды; 6 — лестница; 7-люк-лаз; 8- поворотное устройство; 9 — труба входная