Технология поддержания пластового давления

Добыча нефти производиться двумя способами: фонтанным (на этапе освоения) и насосным. Фонтанный способ добычи нефти осуществляется за счет внутрипластового давления. По мере выработки нефтяной залежи вследствие падения пластового давления эксплуатация месторождения осуществляется с помощью системы поддержания пластового давления (ППД). Добыча нефти при этом производится с помощью штанговых глубинных и электропогружных центробежных насосов. Необходимость обеспечения непрерывной подачи воды при больших ее расходах и высоких требованиях к ее качеству требует создания специальных систем водоснабжения. Воду для закачки в пласт забирают из рек и озер, водохранилищ. Используется подземные воды, которым отдается предпочтение, так как применение их возможно без очистки и химической обработки. Забираемую из открытых водоемов воду перед подачей в магистрали системы водоснабжения очищают, с тем, чтобы освободить ее от взвешенных частиц, железа и других примесей, могущих засорять поры нефтяного пласта. Начальными звеньями системы водоснабжения в этих случаях являются насосные станции водозабора первого (и второго) подъема. Вода от водозаборных скважин, оборудованных центробежными насосами, поступает по низконапорным водоводам в емкости узла сепарации КНС для разгазирования и отделения механических примесей. Далее из узла сепарации вода подается в насосный блок. При выходе из насосов замеряется расход, и вода по напорному коллектору подается на кусты к нагнетательным скважинам. В зависимости от глубины залегания нефтеносного пласта давление на устье нагнетательной скважины колеблется от 14 до 19 Мпа. Количество закачиваемой в нефтеносные пласты зависит от объема добычи нефти, причем на один кубический метр добытой нефти (жидкости) закачивается 1,8−2 кубических метра воды. Электрооборудование водонасосных станций может быть нормального исполнения, так как здесь взрывоопасные смеси отсутствуют. По необходимости бесперебойности питания электроэнергией ответственные насосные станции центрального водоснабжения следует относить к потребителям 1 категории надежности. Кустовые насосные станции могут быть отнесены к 2 категории. Водозаборные насосные станции на открытых водоемах снабжаются несколькими агрегатами с двигателями мощностью от 100 до 250 кВт (первого подъема) и 800−2500 кВт на насосных второго подъема. На старых насосных, построенных десять и более лет назад, используются четырехполюсные короткозамкнутые асинхронные двигатели. На современных насосных применяются синхронные двигатели. В частности, для объединенного водозабора трех нефтяных месторождений Западной Сибири применена установка с тремя блоками насосов первого подъема 12НДС — 60 и 300 Д/90 с синхронными электродвигателями по 100 и 250 кВт. Насосная станция второго подъема имеет 12 насосов с синхронными электродвигателями мощностью 1600 и 2500 кВт на 6 кВт. Электроснабжение этой системы осуществляется от трансформаторной подстанции 35/6 кВ с двумя трансформаторами по 10 МВ*А. Насосные станции проектируют обычно так, чтобы насосы при пуске оказывались залитыми водой вследствие заглубления последних либо за счет использования для этого напорных магистралей и других решений элементов системы водоснабжения. Для водозаборов небольшой производительности применяют плавучие насосные станции первого подъема. Плавучая насосная представляет собой металлический понтон с надстройкой из утепленных металлических панелей. В надстройке смонтированы три насосных агрегата с насосами 300Д 90 и электродвигателями мощностью по 100 кВт. Производительность такой насосной составляет 20 млн. м ³ / год. Плавучая насосная станция в собранном виде транспортируется по реке с завода — изготовителя на место строительства водозабора. Насосные станции второго подъема, а также приводные насосы для струйных установок применяются только в блочном исполнении. Насосные агрегаты на заводе — изготовителе собирают в блоки, состоящие из рамы или понтона с ограждающими конструкциями из утепленных металлических панелей. В одном блоке монтируется от одного до шести насосных агрегатов, в зависимости от типа насоса и электродвигателя. В насосных второго подъема применяют синхронные двигатели мощностью 2500 кВт и асинхронные электродвигатели мощностью 200−1600 кВт напряжением 6 кв. Кустовые насосные станции расположены на небольших расстояниях от нагнетательных скважин и оборудуются тремя — пятью насосными агрегатами каждая. Здесь используют центробежные насосы, а иногда поршневые Частота вращения рабочего вала у первых 3000 (иногда 1500) об/мин; у поршневых 375 об/мин. На КНС применяют синхронные двигатели 800−1000 кВт, 6 кВ и асинхронные короткозамкнутые 450−850 кВт, 6 кВ на 3000об/мин (синхронных), монтируемые также, как и насосы в зданиях. В последние годы строятся и находятся в эксплуатации КНС в блочном исполнении. Эти станции (БКНС) изготовляют в заводских условиях и монтируют на месторождении в течение 3−4 месяцев. Типовыми проектами нормального ряда БКНС предусмотрены станции производительностью 150, 300 и 450 м ³ / ч с давлениями на выходе 10−20 МПа. Число установленных агрегатов соответственно 2, 3 и 4, из которых один резервный. Насосы приводятся в действие синхронными двигателями СТД — 1250−2 1250 кВт, 6 кВ, 3000 об/мин. БКНС содержит 2−4 насосных блока, блоки низковольтный и управления, блоки напорного коллектора и блок распределительного устройства 6 кВ. На промыслах встречаются одноагрегатные насосные станции высокого давления. Эти станции располагают вблизи нагнетательных скважин. Каждая станция закачивает воду под высоким давлением в одну скважину, обеспечивая оптимальные условия воздействия на пласт. В нефтедобывающих районах, содержащих мощные водяные горизонты, закачка воды в пласт для поддержания пластового давления иногда производится с помощью погружных электронасосов. Такой насос откачивает пластовую воду из водозаборной скважины и подает ее в напорный трубопровод и далее в нагнетательные скважины. В частности, погружные насосы для поддержания пластового давления снабжены погружными двигателями мощностью 125−700 кВт, питаемыми от сети 6−10кВ через комплектные устройства серии КУПНА 700 наружной установки климатического исполнения ХЛ категории размещения 1.